Mueller 矩阵成像偏振仪是测量材料和器件偏振特性的重要仪器，也是测量浸没光刻机偏振像差的检测仪器，该偏振仪由偏振态产生器和偏振态分析器组成。其组成中的λ/4 波片相位延迟量误差及其快轴方位角误差与偏振片透光轴的方位角误差是影响Mueller 矩阵成像偏振仪测量精度的主要误差源。通过对本课题组研制的Mueller 矩阵成像偏振仪中5 个主要误差因素进行标定和补偿，显著提高了其测量精度。利用傅里叶分析法获得各项傅里叶系数，并根据各个误差与傅里叶系数的关系，实现了这些误差的标定，即达到对Mueller 矩阵成像偏振仪误差标定的目的。根据标定出的误差大小对Mueller 矩阵成像偏振仪进行了补偿。实验结果表明，通过对器件参数误差标定和补偿，Mueller 矩阵成像偏振仪的测量精度由0.2015 提高到0.1051，提高了47.84%。最后用该Mueller 矩阵成像偏振仪对一个物镜系统的偏振像差进行了测量，重复测量精度达到了1.1%。

为了准确安装四分之一波片,介绍了一种精确确定光路中四分之一波片光轴方位的新方法,并利用米勒矩阵理论分析了影响测量结果的误差因素。测试方法所用的主要理论有米勒矩阵理论、傅里叶分析方法和最小二乘法。该方法利用最小二乘法得到了最优傅里叶系数,利用消光比测试原理实现了检偏棱镜的精确安装,利用反馈环控制系统对步进电机的步进角进行了控制。误差分析表明该方法的测量误差与四分之一波片光轴方位角本身的大小有关。实验结果表明该方法的标准不确定度为0.03。

为了精确测量光相位器的延迟量,提出了一种新的测量方法,并利用米勒矩阵理论分析了影响测量结果的因素。测量系统主要由起偏棱镜、标准四分之一波片、检偏棱镜、锁相放大器和微处理器构成。该方法利用最小二乘算法得到了最优傅里叶系数,利用锁相放大器的窄带滤波作用提高了信噪比,利用反馈环控制系统对步进电机的步进角进行了控制。误差分析表明这一方法的绝对误差小于0.29°,对四分之一石英波片相位延迟量进行了实验测试,结果表明其重复测量误差小于0.40°。