通过改变光的偏振态，从而实现白光干涉中的光学相移原理

引言

在白光干涉测量技术不断发展的背景下，除传统机械相移方式外，通过改变光的偏振态实现光学相移成为提升测量精度与灵活性的重要手段。深入探究该原理，有助于拓展白光干涉测量的应用边界，为精密测量领域提供新的技术思路。

偏振态与光学相移的理论关联

光作为一种横波，具有偏振特性。根据麦克斯韦电磁理论，不同偏振态的光在介质中传播时，其电矢量和磁矢量的振动方向与介质相互作用存在差异，这种差异会导致光的传播速度发生变化，进而改变光程。在白光干涉系统中，光程的改变直接影响干涉光的相位，这便是通过改变光的偏振态实现光学相移的理论基础。通过对光偏振态的精准调控，可实现对干涉光相位的精确控制，满足白光干涉测量中对相位信息获取的需求。

改变偏振态实现光学相移的方法

常用的改变光偏振态的器件包括偏振片、波片等。偏振片可将自然光转换为线偏振光，而波片能够改变线偏振光的偏振方向或将其转换为椭圆偏振光、圆偏振光 。例如，将1/4波片与偏振片组合使用，通过旋转偏振片改变入射到1/4波片上线偏振光的偏振方向，可使通过1/4波片后的光的偏振态发生变化，从而改变光在后续光路中的传播特性，实现光程的改变，进而产生光学相移。此外，电光晶体也是实现偏振态改变的重要元件，在电场作用下，电光晶体的折射率会发生变化，导致通过晶体的光的偏振态改变，引发光程变化与相位移动。

基于偏振态改变的光学相移在测量中的应用

在白光干涉测量过程中，利用改变光偏振态实现的光学相移，可获取多组具有不同相位的干涉图像。结合相移算法对这些图像进行处理，能够有效提取被测表面的相位信息，进而实现对物体表面形貌的高精度测量。相较于机械相移方式，基于偏振态改变的光学相移具有响应速度快、可动态实时调节、对测量环境扰动小等优势，在对测量速度和稳定性要求较高的场景，如动态表面形貌测量、微小器件在线检测等领域具有广阔的应用前景。

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