Um eine schnelle und hochpräzise Prüfung und Analyse der spannungsinduzierten Doppelbrechung optischer Materialien und Bauteile zu realisieren, wird in diesem Artikel ein Verfahren zur zweidimensionalen Messung der Spannungs-Doppelbrechungsverteilung basierend auf der kaskadierten Differenzfrequenzmodulation zweier elektrooptischer Modulatoren vorgeschlagen. Zwei elektrooptische Modulatoren, die bei unterschiedlichen Frequenzen arbeiten, werden kaskadiert und bilden ein Polarisationsmessgerät. Die Spannungs-Doppelbrechungsverzögerung und der Schnellachsenwinkel der optischen Materialien und Komponenten werden in das Modulationssignal des Polarisationsmessgeräts eingebracht; mittels digitaler Phasenschleifentechnik werden die Grundfrequenz- und Differenzfrequenzkomponenten des Modulationssignals extrahiert, danach werden die beiden Parameter der Spannungs-Doppelbrechungsverzögerung und des Schnellachsenwinkels berechnet; basierend auf der Prinzipanalyse wurde ein Testsystem entwickelt und die Kalibrierung des Systemanfangsversatzwerts durchgeführt; Messgenauigkeits- und Wiederholungstests wurden mit Wellenplatten durchgeführt und ein Messversuch zur Spannungs-Doppelbrechungsverteilung an einer BK7-Glasprobe abgeschlossen. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Wiederholgenauigkeit der Schnellachsenmessung 0,01° beträgt, die Messwiederholung für die Doppelbrechungsverzögerung 0,02 nm, und die Messzeit für einen einzelnen Datenpunkt weniger als 200 ms beträgt. Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine schnelle, hochpräzise und hochwiederholbare Spannung-Doppelbrechungsmessung mit zweidimensionaler Verteilungsmessfähigkeit und bietet effektive Mittel zur Messung, Analyse und Bewertung der Doppelbrechung von optischen Materialien wie Wellenplatten, Glas oder Kristallen.

Elektrooptische Modulation; Differenzfrequenzmodulation; Spannungs-Doppelbrechung; Verzögerungsmenge; Schnellachsenwinkel