在太赫兹时域光谱系统中，利用两个光电二极管组成的差分电路对太赫兹波进行差分探测是最基本的探测方式。在探测前，首先要调节1/4波片，使得飞秒探测光通过沃拉斯顿棱镜后的两束偏振光的光强相等，即两束光照射到差分光电二极管后输出的电流为零。目前，调节两束光强相等的方法大多是借助于实验人员的经验，通过手动调节1/4波片，依靠肉眼观察光强的强弱，调节精度很低。实验研究了一个能够调节光路，使沃拉斯顿棱镜出射的s偏振光和p偏振光光强相等的自平衡装置。通过运算放大电路、电压转换电路和模拟/数字（A/D）转换电路对二极管输出的差分信号进行处理，并在单片机的控制下，利用步进电机带动1/4波片转动，快速达到平衡状态。实验证明该平衡装置能够达到0.9°的平衡精度。

ArF光刻机偏振照明系统中需要采用偏振器件（沃拉斯顿棱镜），根据传统技术选用在193 nm波长透明材料设计沃拉斯顿棱镜，其分束角较小，或者分束角大时棱镜较长。为了解决这些实际问题，利用折射定律分析推导了由正晶体构成沃拉斯顿棱镜的分束角公式，还分析推导了由两种正晶体构成沃拉斯顿棱镜的分束角公式。经过分析比较，由两种正晶体构成沃拉斯顿棱镜的分束角比由单一正晶体构成沃拉斯顿棱镜有较大的提高。设计了一种用于193 nm波长的分束角达到约10°的偏振分光沃拉斯顿棱镜，另外还设计了一种用于193 nm波长的仅仅输出一束线偏振光的沃拉斯顿棱镜。这两种棱镜采用两种正晶体制作，棱镜长度适中，有利于偏振照明系统装置整体的紧凑化。

为了在基本不改变光学干涉器件尺寸的条件下提高静态光谱分析设备的光谱分辨率, 在分析了各种提高静态干涉系统光程扫描范围方法的基础上, 设计了基于电光调制沃拉斯顿棱镜组的光学干涉系统。 系统采用沃拉斯顿棱镜组的光学结构, 计算了其相应的光程差函数, 同时, 又利用电光调制技术对晶体折射率进行调制, 并推导了一个调制周期内的光程差变化范围, 最后给出了系统的综合光程差函数及光谱分辨率。 实验采用三块尺寸、 结构角都一致的沃拉斯顿棱镜构成沃拉斯顿棱镜组, 通过SGT-3型声光调制器调制信号。 结果显示, 经消冗余处理后干涉条纹图像可有效融合, 调制后的干涉图像虽略有畸变, 但经线性校正后满足光谱分布函数还原的要求。 相比同尺寸的静态干涉系统而言, 光谱分辨率提高了近一个数量级。

为了了解Wollaston棱镜正反向使用时分束角及分束角的对称性, 采用数学运算和实验测试相结合的方法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了较为理想的数据。由分析可知, Wollaston棱镜正、反向分束角及分束角对称性不同是因为反向入射时第1块棱镜中的o光在第2块棱镜中成为e光波时, 其光矢量振动方向和晶体光轴不平行, 对应的不再是主折射率所致。结果表明, Wollaston棱镜正向使用时的分束角略大于反向入射时的分束角, 且Wollaston棱镜结构角越大, 入射波长越短, 则正、反向分束角的差值越大。

利用折射定律，介质膜两侧折射率不同时多光束干涉理论和菲涅耳公式，精确推导了双沃拉斯顿棱镜的光强分束比的具体表达式。以公式为基础，通过Matlab软件数值模拟作图分析光强分束比随入射角、入射波长和结构角的变化关系曲线。结果表明：在棱镜为介质胶合型时，光强分束比随入射角和入射波长的变化很小，光强分束比基本为1；棱镜为空气胶合型时，光强分束比随入射角，结构角和波长的变化很大。两种情况下，光强分束比随各参量的变化基本呈周期性变化。

在剪切电子散斑干涉中,由于错位的二物光束同向传播，很难将二物光分开引入附加相位的方法来实现相移.平移棱镜相移法可以在二束物光不分开的情况下实现相移.本文对平移棱镜相移法进行了理论分析，证明平移棱镜可以引入稳定、线性的附加相位，给出了附加位移与附加相位之间的关系式.利用周边固定、中心加载的圆盘进行实验，给出了实验结果，证明平移棱镜相移法可以有效地从干涉条纹中定量提取位移导数信息.

为了减小沃拉斯顿(Wollaston)棱镜端面反射以提高棱镜的透过率,研究了沃拉斯顿棱镜增透膜的设计和蒸镀工艺。针对制作棱镜的冰洲石晶体和许多膜料之间的附着力较差,膜层不牢固,以及该棱镜中o,e光对应的基体折射率相差较大等问题,在膜系设计时要兼顾两束线偏振光同时增透的特点,在多次工艺实验摸索出合适的膜料及蒸镀条件的基础上,利用矢量法分析了内层膜的作用并总结了设计方法,具体设计了沃拉斯顿棱镜窄带增透膜,最后根据设计的膜系蒸镀制备了增透膜。利用岛津UV3101分光光度计测量了膜系的反射光谱,结果表明,o光的端面剩余反射减小到0.21%,e光的端面剩余反射减小到0.22%,并且膜层牢固。