光相位延迟器，是偏光技术和激光技术领域中极为重要的光学器件，也是最基本的光相位调制器件。它的主要功能可使透过它的振动方向相互垂直的两束光波彼此之间产生一定的相位差，故称光相位延迟器。常用的有λ／4相位延迟器和λ／2相位延迟器，另有任意延迟量的非常规延迟器件和各种补偿器等。光相位延迟器同其他偏光器件相配合，可以实现光的各种偏振态之间的相互转换、偏振面的旋转以及各类光波的调制事实上几乎所有应用偏光技术的地方都离不开光相位延迟器。光相位延迟器延迟量的准确性和稳定性，将是衡量测量系统准确度和精确度的一个重要因素。零级片是一种性能优良的理想器件，除云母可以制作真正的零级片以外，其它晶体材料制作零级片需采用复合结构通常，云母波片存在着许多缺陷，高精度测量中也不宜使用。常用的单元结构的波片大多为多级片，其延迟量可通过工艺控制满足使用要求，只是由于加工条件的限制，需要制作的几何尺寸较大，因而多级片对温度和入射光方位的变化非常敏感，延迟量稳定性较差并且，由于材料的双折射率同波长密切相关，使其产生的相位延迟量也同波长具有严格的一一对应关系(即材料的色散现象)，因而常规的相位延迟器多用于单一波长或极窄的波长范围，不同波长之间使用不能兼顾，这在使用中带来诸多不便。为了克服延迟量对温度和入射光方位的敏感变化，提高器件的性能或满足其它使用目的，例如研制消色差波片，国内外科研机构陆续推出复合波片。目前，复合延迟波片的研究一直受到国际上的关注，而此领域在国内尚未谙熟，相关报道不多。基于此，本论文致力于复合波片的设计与分析工作。本文概括起来主要包括以下几个方面的内容：第一章绪论概括了波片在当今科技发展中的地位及应用范围，以及研制复合波片的必要性，并对国内外技术发展现状做了分析。第二章首先介绍了单元波片相位延迟理论，并结合云母波片和石英波片说明了单元波片存在的不足之处；然后利用复合波片理论和琼斯矩阵的方法，分别对相同材料组合的二元和三元复合式波片进行了详细的理论推导；最后扼要介绍了不同材料组合的基本理论。第三章详细描述了波片的温度效应，入射方位效应以及带宽容限等参数稳定性问题。分析探讨了温度补偿设计和角度补偿设计方案。理论和实验结果表明二元石英复合低温度效应波片有许多真正零级波片的优点，但是它们对角度作用更为敏感；双折射符号相反的两种单轴晶体材料研制的复合波片能够降低角度作用的敏感性，却大大提高了对温度作用的敏感性。因此，在实际应用中，我们要根据自己的使用目的，扬长避短的选取适当设计，以使实验达到最佳效果。第四章对片状复合消色差波片的设计方法进行了系统。深入的分析和讨论，总结出同种材料复合式消色差延迟片延迟量随波长变化的理论曲线，在片状三元复合式消色差波片的设计基础上提出了自己的优化设计方案，理论和实验分析表明：依据此方案选择不同的复合方式，精确调整复合角度，可以使消色差光谱范围得到明显拓宽，消色差精度也得到了进一步的提高。文章的创新主要有两点：一是对波片参数稳定性的综合分析，以此为基础构想了两种高精度复合式波片的设计方案，能够有效提高波片参数的稳定性。二是总结出复合式消色差延迟片延迟量随波长变化的理论曲线，对片状三元复合式消色差波片进行了优化设计，使消色差光谱范围得到明显拓宽，消色差精度也得到了进一步的提高。利用我们的研究成果，向国内许多单位提供了参数稳定可靠、高性能、宽消色差范围等满足不同使用要求的复合式波片，用户反映良好。本文对延迟器件的参数分析及对器件的优化设计思路具有一定的实用参考价值，为进一步拓宽消色差范围，提高复合式波片的性能奠定了理论基础。预计随着我国激光技术的研究和应用的快速发展，对此类复合波片的要求会越来越大，它的应用前景必将十分广阔。