光学精密测量仪器的发展是现代光学技术发展的重要保障,波片相位延迟量精密测量仪器的开发对高质量光学偏振器件的生产及各类应用波片的光学仪器的研究发展都有着重要的意义。波片是典型的偏振光学元件,能够对特定波长的光波产生确定的相位延迟量,在与偏振相关的很多光学系统中有着非常广泛的应用,例如在遥感偏振成像系统、偏振光干涉仪、全光纤电流传感器等器件中波片都起着非常重要的作用。光学相位延迟量是波片最为重要的参数指标,波片加工和测量的准确度和精度水平直接影响到其应用系统的质量。目前虽然有多种测量波片相位延迟量的方法,但是大部分方法在测量时都有测量波长带宽的局限性问题,即通常需要采用与波片中心波长一致的光源进行测量。而且近年来,越来越多的应用需要测量在某些特定波长下波片的相位延迟量,这其中的某些波长没有与之对应或接近的激光光源谱线。为了提升对波片相位延迟量测量的波长兼容性并提高测量精度,选择将调制法与补偿法相结合,利用调制偏振光理论设计了基于单一波长激光器测量多波长波片相位延迟量的精密测量方法,从光电系统设计概念出发,分别介绍了光学调制补偿单元、机械结构控制单元、光电探测单元及数据软件处理单元,分析了集成系统的测量原理,经过实验研究和误差分析并最终通过优化开发,实现了该系统的商品化转化。研究成果有：1) 本测量系统从光的偏振理论出发,充分发挥了调制偏振光的优越性,利用电光效应的纵调制Pockels盒,加入正弦调制信号,并利用Babinet-Soleil补偿器补偿系统加入待测波片后产生的相位变化量,从而得到波片的相位延迟量。调制正弦信号的加入主要是为了使在光路末端的具有窄带选频放大功能的光电探测器能够探测到基频信号与二倍频信号。经过理论分析可以看出,当完全补偿时,探测器显示出的信号只有二倍频信号,基频完全消失,这样的判断方法非常敏感和准确,可以避免对光强极值点的直接探测。2) 系统测量时先对系统进行标定,获得系统在某一温度、某一调试状态下的2π周期补偿量,再测量波片放入系统后补偿器的补偿量,利用相对比值关系求解波片的相位延迟量,这样做的优点在于能够很好的避免一些系统误差。通过对不同波长激光器的标定,可以得到波长λ与周期补偿量之间的关系曲线,利用这条通过最小二乘法线性回归拟合出的直线能够方便的求解出某一特定波长的周期补偿量,通过对所设计系统的琼斯矩阵分析和算式推导,获得了采用单一波长光源测量多种中心波长波片相位延迟量的交叉测量方法。3) 系统中采用旋转编码器实时监测光调制器、待测相位延迟器和相位补偿器的角度旋转操作,避免了因刻度盘的刻度不准确以及人为读数误差等不利因素的存在,并使操作变得更简单直观。4) 对实验系统进行进一步开发和优化,最终实现商品化的相位延迟器件检测仪。通过实验验证,该仪器能够对300-1100nm波段中任意中心波长的各类波片进行测量,测量精度能够达到λ/1000,且该方法在其他更宽的波段内也具有有效性。同时仪器重复精度高,平均测量偏差小于0.2%。仪器还具有操作简单,多功能性等特点。论文的主要创新之处：1)提出了单波长激光器测量多波长波片相位延迟量的方案设计和测量方法,从光学调制补偿单元、机械结构控制单元、光电探测单元及数据软件处理单元几方面介绍了系统的集成原理及方案,相比其它需使用与波片对应波长激光光源测量的方法,系统应用的灵活性更高,光谱范围更宽,测量精度高,稳定性强,方法简便易于操作。2)测量时利用调制偏振光二倍频信号精确判断补偿零点及完全补偿点位置。测量时采用实测值相对标定值的方法求解相位延迟量,能够避免系统自身的误差。对系统标定时获得的多波长测量常数拟合线性曲线,能够得到各波长的2π补偿量常数,从而实现不同波长间交叉测量。通过将波长交叉测量得到的结果与直接采用同波长激光器测量的结果相比较,测量值相对偏差小于0.3%。测量中还发现起偏器与检偏器平行模式下补偿器移动量较小,相比起偏器与检偏器垂直模式下补偿器移动量较大的情况系统测量精度更高。3)对上述实验系统进行产品化开发,优化各部分结构设计、加强成本控制,针对不同应用需求,开发了偏振光特性研究及调制应用综合实验以及相位延迟器件检测仪两类功能多样化的商品仪器,取得了一定的社会效益和经济效益。