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%。

波片相位延迟量误差、快轴角度误差和检偏器透光轴角度误差是影响基于旋转波片法的偏振检测装置测量精度的主要因素。通过对波片和检偏器参数进行校准，可有效提高检测装置测量精度。针对现有校准方法操作复杂的不足，提出一种偏振检测装置器件参数校准新方法。该方法以水平线偏振光[1,1,0,0]T作为标准参考光，分别在检偏器方位角为0°和45°时，对标准参考光各进行一次测量，计算得出器件参数误差，从而实现偏振检测装置器件参数校准。实验结果表明，通过器件参数校准，偏振检测装置测量误差由原来的3%降低至0.87%以内。

波片相位延迟量误差是影响旋转波片法斯托克斯(Stokes)参量测量精度的主要因素。通过对传统旋转波片法测量Stokes参量的原理进行理论分析，研究了测量误差与相位延迟量误差之间关系，提出了提高偏振光Stokes参量测量精度的方法。该方法通过调整检偏器透光轴方向与待测光束偏振方向成90°或45°后再进行测量，可有效减小波片相位延迟量误差对Stokes参量测量的影响。实验结果表明，当相位延迟量误差小于1.2°时，采用所提出的优化旋转波片法使Stokes参量测量误差从传统旋转波片法的4.31%减小到0.33%。

提出了一种利用非线性最小二乘拟合法自校准测量偏振元件Mueller矩阵参数的新方法。通过测量放入待测样品前后输出偏振态的Stokes参数，建立起由测得的输出偏振态参数、系统未知参数与被测样品的Mueller矩阵之间的函数关系式，使用多参数的非线性最小二乘拟合求解得到待测样品的Mueller矩阵。建立了一套基于铁电液晶波片、旋转波片及偏振片的光谱型Mueller矩阵椭偏仪，并通过自编的Labview自动控制软件实现了智能化测量。误差分析和实际测量结果表明，在600~900 nm波长范围内，Mueller矩阵元参数的测量精度在0.01以内，重复性精度达到0.005。该测量系统无需对系统进行复杂的定标，简化了测量过程，实现了Mueller矩阵元参数的自校准测量。

采用旋转波片法搭建了一套偏振态斯托克斯参量自动检测系统,每秒可以处理和显示15个偏振椭圆。该系统采用数据采集卡和LabVIEW软件来组成虚拟仪器,通过数据插值与重采样技术对旋转角度进行精确定位,消除了电机转速不稳定带来的系统误差。根据米勒矩阵得出透射光强随旋转角度的变化方程,并与实时采集的测量数据进行对比拟合,通过傅里叶变换得出曲线方程中的待定系数,给出对应的斯托克斯参量,并计算光波的电场分量及相位差,确定出射光的椭圆偏振消光比、长轴方向与椭圆旋向。还考查了本底噪声对测量结果的影响,比较了旋转波片与旋转检偏器两种测试方法的优缺点。

提出一种改进激光偏振主动成像的实验方法，给出实验装置原理图，详细分析实验装置的成像原理。在分析目标Mueller矩阵测量方法的基础上，给出改进后激光偏振成像装置偏振度和强度的计算公式，从理论上证明了该方法的可行性。然后针对实验仪器的要求分析了实验装置存在的误差，以及Cassegrain望远镜对目标散射光的消偏现象。该方法与利用双旋转波片技术(DRRT)测量目标散射光的偏振度和强度相比可以降低对实验装置的精度要求，同时可以提高测量速度，不需要进行16次测量，只需1次就可以测量出目标散射光的偏振度和强度，进而得到偏振度和强度图像。

提出了一种测量电光调Q射频波导CO₂激光器内部参数的新方法,采用此方法可测量出激光器的小信号增益系数、内部损耗、饱和光强等内部参数,并可推广应用到其他种类激光器内部参数的测量。

本文提出一种新的干涉条纹扫描方法.该方法通过在光源光路中放置旋转波片实现相位调制,从而避免了在干涉光路中引入扰动.该方法与现有方法相比,具有精度高、成本低、性能可靠等优点.