在87Rb冷原子系综中通过自发拉曼散射过程产生原子自旋波与光子的关联, 利用偏振干涉仪将与磁敏感自旋波关联的Stokes光子的两个空间模式编码为一个偏振量子比特, 产生磁敏感自旋波与光子的纠缠源。采用近共线装置和精确补偿地磁场, 纠缠源的寿命达到900s, Bell参量S=2.58±0.03。

提出了一种紧凑型偏振干涉仪，其能够在单一记录设备上同时获得等离子体干涉、偏振以及阴影图，通过单发测量即可求解磁感应强度。通过理论分析和参数仿真，确定了干涉仪的最优光学设置，明确了干涉仪的误差来源。干涉仪被成功应用于激光固体靶自生磁场的实验中，可成功测量到几百微米空间尺度、10 T量级的磁场。借助磁流体模拟与虚拟仪器建模，得到了磁场的合成诊断图像，模拟合成结果与实验结果显示出令人满意的一致性。这种紧凑型偏振干涉仪有望提升大激光装置的实验效率，也可以用于提高小激光装置的灵活性，能够有效降低磁场诊断的成本和风险。

提出一种偏振激光干涉仪的误差校正方法，可实时地对干涉信号的非线性误差进行校正。由于单频激光干涉仪中的光电元件存在的参数误差和位置误差以及外界环境因素的影响，使得输出的4路干涉信号的正交性受到破坏，产生了非线性误差。基于椭圆匹配原理，给出了非线性误差的校正算法和判据。对干涉信号的参数特征进行实时地统计与估值，并借助于对干涉条纹实现16384点细分，从而得到皮米级的位移测量分辨力。搭建了零差偏振激光干涉仪及振动实验装置，对校正前后的信号进行了对比实验。结果表明，经过非线性校正干涉仪信噪比提高超过30 dB，测量的分辨力优于10 pm/Hz^1/2。

为了在共光路的干涉仪上实现同步移相,达到干涉测量抗震的目的,设计了一种新的同步移相抗震方案并搭建了实验装置。通过改变半导体激光器的注入电流,改变其相干长度,作为短相干光源,利用光源的相干性,结合偏振延迟装置,分开了参考光和测试光形成一对正交偏振光。同步移相系统由二维正交光栅和偏振片组构成,两个±1级衍射光通过透振方向依次相差45°的偏振片组合,在一个CCD上同时得到4幅互有90°相移的移相干涉图。按照传统的四步法,复原待测波面。测试了一个平行平板样品,结果PV为0.068 λ,RMS为0.013 λ(λ=650 nm)。同一被测件用Zygo干涉仪测量结果PV为0.063 λ,RMS为0.012 λ(λ=632.8 nm),两者符合较好。

利用琼斯矩阵理论,研究了基于偏振移相技术的激光干涉仪中1/4 波片和 1/2 波片的非理想因素导致非线性误差的产生机理和变化规律.理论研究表明:在导致波片处于非理想状态的各个因素中,干涉仪中两个1/4 波片的差模延迟角误差△εq 所产生的恒定偏置误差和接收装置中 1/4波片的延迟角误差εq3所引起的一次谐波非线性误差,是组成干涉仪非线性误差的最主要的两个部分;波片各种误差源非理想因素导致的非线性误差在小误差情况下经线性叠加后由干涉仪最终输出.

本干涉仪采用偏振测量和偏振接收装置.对干涉仪光路中激光的偏振态转换进行了详细的理论分析,对偏振干涉仪以及双频干涉仪的研制具有借鉴意义.该装置的重复性试验表明干涉仪重复性在30 nm之内,说明干涉仪的性能比较可靠.如果对环境条件进行严格的控制,会得到更高的测量精度,有望实现纳米精度测量.