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摘要
相位光栅位置测量系统是实现超精密制造的核心,自参考干涉信号对比度是影响相位光栅位置测量精度的重要因素之一,而光束偏振特性直接决定了自参考干涉信号的对比度。采用琼斯矩阵和矢量形式反射定律,对自参考干涉仪棱镜中的传输光束进行了偏振追迹,构建了相位光栅位置测量系统的琼斯矩阵模型,并用物理光场数值分析软件VirtualLab验证了该模型的准确性。基于该模型分析了偏振分光面消光比、入射光偏振态及棱镜光程差对自参考干涉信号对比度的影响,结果表明,在波长为λ的照明光束下,为保证干涉信号对比度优于0.98,偏振分束镜的消光比需大于122,入射光椭偏角ψ和椭圆度tanε分别在(0.693 rad,0.878 rad)和(-0.093,0.093)范围内,棱镜光程差需控制在(-0.03λ,0.03λ)范围内。综合考虑后,要求入射光椭圆度的取值范围为0.531δ±0.087(δ为自参考干涉仪棱镜的相位差)。该分析结果可为相位光栅位置测量系统中光束偏振特性的调控补偿提供理论依据,对提高自参考干涉信号对比度及相位光栅位置测量系统的精度具有重要意义。
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