CN107976299B

CN107976299B - 考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析方法及装置

Info

Publication number: CN107976299B
Application number: CN201711126218.1A
Authority: CN
Inventors: 李克武; 王爽; 王志斌; 张敏娟; 陈友华; 陈媛媛; 景宁; 李晓
Original assignee: North University of China
Current assignee: North University of China
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2019-07-09
Anticipated expiration: 2037-11-15
Also published as: CN107976299A

Abstract

本发明属于偏振光调制及偏振光谱技术领域，提供了一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量的定标分析方法，包括以下步骤：S1、给弹光调制器提供谐振信号，利用光电探测器探测依次通过起偏器、弹光调制器和检偏器后的激光信号，并对探测到的信号进行数字锁相提取得到倍频项幅值；S2、根据倍频项幅值计算得到PEM延迟量幅值R₀；S3、改变弹光调制器的驱动电压，重复上述步骤，得到弹光调制器在不同驱动电压下的延迟量幅值R₀，并利用公式进行线性拟合，得到比例系数k，对所述弹光调制器的延迟量R进行标定。本发明提高了PEM延迟量的定标精度，可以广泛应用于偏振光调制及偏振光谱技术领域。

Description

考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析方法及装置

技术领域

本发明涉及偏振光调制及偏振光谱技术领域，更具体而言，涉及一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析装置和方法，是一种原位、快速、高精度的处理弹光调制器延迟量色散难题的新方法及装置。

背景技术

弹光调制技术是一种基于弹光效应的光学偏振调制技术。弹光调制器(Photo-elastic Modulator,PEM)谐振工作时，压电晶体对弹光晶体加以周期性变化的机械应力，驱动并维持弹光晶体振动，并产生周期性变化的双折射，进而实现对入射光的相位调制。现阶段常用的PEM有长棒状一维PEM和八角对称结构二维PEM。PEM具有较高的工作频率(一般为 40～80kHz)、较大的通光面积和孔径、较高的调制纯度和调制效率、较好的调制稳定性等。鉴于PEM的这些优势，PEM已被广泛应用于Stokes矢量分析、线性双折射检测、椭偏参量测量、Muller矩阵分析等领域。此外，PEM的通光晶体可选熔融石英、氟化钙、硒化锌、单晶硅、单晶锗等各向同性光学晶体材料，使得PEM具有较宽的光谱窗口(从深紫外到太赫兹波段)。这些独特优势，使得PEM在高精度、高速偏振光谱成像和瞬态调制光谱测量领域具有巨大应用价值和前景。

然而，在实际具体应用中，对PEM延迟量的精确定标是PEM实现高精度、可操控的偏振调制，并发挥其应用优势的必要前提。现阶段，已有大量关于PEM延迟量定标的方法报道，但这些定标方法都是只注重PEM延迟量随调制电压的变化定标。据文献[精确标定光弹调制器的新方法[J].光学学报,2005,(06):799-802；Calibrations of phase modulationamplitude of photoelastic modulator[J].Japanese journal ofapplied physics,2004,43(2R):827.]报道了采用弹光调制倍频项比值来确定弹光调制延迟量随调制电压变化关系的方法。目前，还没有PEM延迟量针对不同波长入射光色散的研究被报道，但是高精度的光谱偏振成像及瞬态调制光谱应用领域，PEM延迟量的光谱色散研究及定标是十分必要和有意义的。

发明内容

为了克服上述PEM延迟量精确定标技术及方法存在的不足，本发明将PEM延迟量的光谱色散问题加以考虑和分析，并结合数字锁相的信号处理技术，提供一种原位、快速、高精度、全面的弹光调制器延迟量定标分析装置和方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析方法，包括以下步骤：

S1、给弹光调制器提供谐振信号，利用光电探测器探测依次通过起偏器、弹光调制器和检偏器后的激光信号，并对探测到的信号进行数字锁相提取得到倍频项幅值；

S2、通过公式计算得到相位幅值δ₀，根据公式R₀＝δ₀λ/2π计算得到PEM延迟量幅值R₀，其中，V_2f表示二倍频信号幅值项，V_4f表示四倍频信号幅值项，J₄(δ₀)表示 4阶贝塞尔级数，J₂(δ₀)表示2阶贝塞尔级数，λ表示波长；

S3、改变弹光调制器的驱动电压，重复上述步骤，得到所述弹光调制器在不同驱动电压下的延迟量幅值R₀，并利用公式进行线性拟合，得到比例系数k；得到比例系数k后，利用公式R＝N_(λ)kV₀sin(2πft)对所述弹光调制器的延迟量R进行标定，所述f表示调制频率，t表示时间，所述V₀表示弹光调制器的的驱动电压；所述N_(λ)＝n₀ ³代表光谱色散项，所述n₀表示弹光晶体的折射率，用Cauchy公式或sellmeier公式描述。

所述步骤S3具体包括以下步骤：

S301、改变弹光调制器的驱动电压，重复上述步骤，得到所述弹光调制器(5)在不同驱动电压下的延迟量幅值R₀，并利用公式进行线性拟合，得到比例系数k；

S302、改变依次通过检偏器、弹光调制器和起偏器的激光波长，重复上述步骤，得到所述弹光调制器在不同激光波长下的比例系数k，并求出所述弹光调制器在不同激光波长下的比例系数k的平均值，将其代入公式R＝N_(λ)kV₀sin(2πft)，对所述弹光调制器的延迟量R 进行标定，最后定标得出弹光调制器相位延迟量

本发明还提供了一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析装置，用于实现所述的定标分析方法，包括定标光源、角度可调反射镜、光阑、起偏器、检偏器、光电探测器、控制处理模块和计算模块，弹光调制器设置在所述起偏器和检偏器之间，所述定标光源包括多个不同波长的激光子光源，所述角度可调反射镜用于将不同激光子光源的光反射至所述光阑，所述定标光源发出的光依次经角度可调反射镜、光阑、起偏器、弹光调制器、检偏器后进入光电探测器，所述控制处理模块包括FPGA模块、LC高压谐振电路、和AD模块，所述FPGA 模块的第一输出端与所述LC高压谐振电路，所述光电探测器的输出端经AD模块与所述FPGA 模块连接，所述FPGA模块的第二输出端与所述计算模块连接，所述FPGA模块用于给所述弹光调制器提供谐振信号，还用于控制所述AD模块的采样频率，以及对所述光电探测器的输入信号进行数字锁相并将得到的倍频项数据发送给所述计算模块，所述计算模块用于对所述倍频项数据进行计算处理，实现所述弹光调制器的延迟量的定标。

所述FPGA模块对所述光电探测器的输入信号进行数字锁相并将得到的倍频项数据的过程为：FPGA模块接收到光电探测器的输入信号后，产生同频的参考信号，并通过数字锁相的方法得到倍频项的幅值。

所述计算模块用于通过公式计算得到相位幅值δ₀，并根据公式R₀＝δ₀λ/2π 计算得到PEM延迟量幅值R₀，其中，V_2f表示二倍频信号幅值项，V_4f表示四倍频信号幅值项，J₄(δ₀)表示4阶贝塞尔级数，J₂(δ₀)表示2阶贝塞尔级数，λ表示波长。

所述计算模块还用于根据公式进行线性拟合，得到比例系数k，然后根据比例系数k，利用公式R＝N_(λ)kV₀sin(2πft)计算得到所述弹光调制器的延迟量R，所述f表示调制频率，t表示时间；所述N_(λ)＝n₀ ³代表光谱色散项，所述n₀表示弹光晶体的折射率，用Cauchy公式或sellmeier公式描述。

所述起偏器和检偏器偏的振轴与x轴夹角分别为45°和-45°。

所述定标光源包括波长为410nm、532nm、632.8nm和808nm的激光子光源。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1)本发明将PEM的光谱色散作为研究对象，理论分析了PEM延迟量是入射光波长和调制电压共同决定的函数，并且PEM延迟量随两个变量相互独立，与传统的只考虑调制电压的 PEM延迟量定标方法相比，PEM延迟量的定标精度得到提高，能够进一步提高偏振光谱应用领域的偏振测量精度，为高精度、高灵敏的获取测量目标的偏振信息和光谱信息提供技术支持；

2)本发明从PEM的工作原理出发，推导得出PEM延迟量可视为入射光波长和调制电压的函数，并且波长和电压两个变量相互独立，各自对PEM延迟量的贡献可单独测量得到。简化了PEM延迟量精确定标的复杂度，使得PEM延迟量精确定标方法简便可靠；

3)本发明采用高性能的现场可编程门阵列(Fieldprogrammablegatearray，FPGA)来控制PEM，为PEM谐振工作提供信号源，并控制AD的采样频率，最后还实现调制信号的倍频项的数字锁相。FPGA数字锁相获取的倍频项数据输入计算机中完成PEM延迟量解调，最终实现PEM延迟量的定标。该定标装置能够实现PEM延迟量的原位、实时和集成化定标。

附图说明

图1为本发明提出的一种弹光调制器延迟量定标分析装置的结构示意图；

图2为PEM偏振调制原理示意图；图中左图表示PEM弹光晶体的折射率变化及入射偏振光的分解；右图表示相位调制及光偏振态对应变化。

图中：1为定标光源，包括多个激光子光源；2为角度可调节反射镜；3为光阑；4为起偏器；5为PEM；6为检偏器；7为光电探测器；8为基于FPGA的控制及数据处理模块，包括FPGA模块、AD模块和LC高压谐振电路；9为计算单元。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

从PEM工作原理而言，PEM是一类人工双折射器件，其包含压电驱动器和弹光晶体，压电驱动器和弹光晶体采用软胶链接，工作在“共振”模式。压电驱动器一般选用长度伸缩振动模式单一的x-18.5°切压电石英晶体，弹光晶体选用光谱窗口范围大，无静态双折射的各向同性晶体，如熔融石英、氟化钙、硒化锌等。压电驱动器在外加高压电场作用下发生长度伸缩振动，形成应力驻波，该应力驻波耦合进入弹光晶体使弹光晶体共振，进而形成周期性变化的双折射，最终使入射光的相位发生变化而光学偏振态相应改变。压电驱动器谐振频率与弹光晶体的谐振频率一致。PEM工作时，弹光晶体中双折射变化及对入射光的偏振态调制如图2所示。弹光晶体的在压电驱动器作用下的弹光效应主要表现为外加力场作用下晶体的折射率发生改变。我们采用Pockels表述方法来论述晶体弹光效应。Pockels表述方法是用逆介电张量β来表述晶体的光学性质。逆介电张量也称为介电不渗透张量，是一个联系着电场矢量和电位移矢量的二阶张量，定义为

其中，ε₀为真空中介电常数。由(1)式可以看出，β为介电张量ε的逆张量，β与ε具有相同的对称性质。折射率椭球(光率体)就是β的二阶示性面，在一般地坐标系中，示性面方程为

β_ijx_ix_j＝1(i,j＝1,2,3) (2)

设在β的主轴坐标系中，折射率椭球方程为

β₁x₁ ²+β₂x₂ ²+β₃x₃ ²＝1 (3)

其中，β₁，β₂，β₃分别为三个主轴的逆介电系数，它们与各主轴的介电系数以及主折射率之间的关系分别为折射率椭球方程利用逆介电系数与主折射率的关系可进一步改写为

对于各向同性晶体，n₁＝n₂＝n₃＝n₀,单轴晶体，n₁＝n₂＝n_o,n₃＝n_e，双轴晶体折n₁<n₂<n₃。射率椭球是描述晶体光学性质的常用图形，其物理意义是表示入射光折射率在晶体空间各方向(光波的电位移矢量)上的全部取值分布。当晶体在外力场作用下，晶体光学性质的变化表现为逆介电张量变化Δβ＝β-β⁰。弹光效应采取一级近似下的线性关系表示为

Δβ＝π:T (5)

其中π，T分别表示压光系数和应力场T。同理，采用应变场S，弹光效应可描述为

Δβ＝P:S (6)

P表示弹光系数，它同压光系数一样都是四阶张量，并且他们不是相互独立的，可以用晶体的弹性劲度系数c和弹性柔顺系数s联系起来，P＝π:c或π＝P:s。(5)式采用分量式可以描述为

Δβ_ij＝π_ijklT_kl(i,j,k,l＝1,2,3) (7a)

和

Δβ_ij＝P_ijklS_kl(i,j,k,l＝1,2,3) (7b)

由于T_kl和S_kl均为二阶张量，π_ijkl和P_ijkl均为四阶张量，因此逆介电张量变化量Δβ_ij也为二阶张量。因为Δβ_ij的对称性，所以对π_ijkl和P_ijkl前后两对下标分别是对称的，从而压光系数和弹光系数张量的独立分量数可由81个减至36个。为了使它能够用矩阵表示，使用简化下标后，将式(6)式改写为

Δβ_I＝π_IJT_J(I,J＝1,2,3，…，6) (8a)

和

Δβ_I＝P_IJS_J(I,J＝1,2,3，…，6) (8b)

将(8)式展开得到

和

综上，外力场作用引起的弹光效应变化可采用折射率椭球方程描述为

这里，我们以熔融石英、氟化钙、硒化锌等常用的PEM弹光晶体材料，说明这些原来各向同性的光学性质材料如何在压电驱动器的驱动作用下变为具有双折射效应的单轴晶体。对于熔融石英、氟化钙、硒化锌等这类各向同性光学材料，它们的弹光系数只有两个独立分量，形式比较简单，可以表述为

并且同时满足2π₄₄＝π₁₁-π₁₂。PEM谐振工作时，作用在晶体上的应力是压电驱动器产生的单向张应力，并且该力沿x轴方向，则该应力可表示为T＝[T₁,0,0,0,0,0]^T，其中T₁＝T₀sin(2πft)， T₀为应力幅值，与压电驱动器的驱动能力，压电驱动器与弹光晶体之间的耦合，PEM固定，驱动电压幅值V₀等有关。针对于制作好的特定PEM，T₀仅由与V₀决定，这也就是PEM的相位调制幅值可通过调节驱动电压幅值V₀调节的根本原因。据公式(9)可知晶体的逆介电张量变化量为

原来晶体是各向同性的，各方向上折射率为n₀,折射率椭球是圆球，现在的折射率椭球在x轴方向张应力作用下变为长椭球，xoy平面的折射率分布如图2所示，折射率椭球方程为

因此，三个主轴的折射率特征值为

在x轴方向张应力作用下，该晶体具有单轴晶体的光学性质，x轴方向为光轴方向。沿x 轴方向通光，无双折射；非平行x轴方向通光，会发生双折射现象。对于PEM而言，入射光通常选择从弹光晶体的中心垂直通过，光沿z方向传播。在弹光效应的作用下，偏振光沿x轴和y轴两个特征轴方向分解，如图2，两个方向的偏振分量经弹光调制器后相位发生变化，进而入射光偏振态随之改变。结合式(14)，并设弹光晶体的厚度为d,则入射光通过弹光调制器后，沿x和y方向的两偏振分量的相位差为

通常令称之为弹光相位调制幅值，当弹光调制器的弹光晶体材料和厚度选定，入射光波长确定时，弹光相位调制幅值仅由压电驱动器的驱动电压幅值决定。因此，弹光调制器的相位调制可通过电压驱动信号精确控制,并且弹光调制相位也是周期性变化的。由(15)式我们可以看出，π₁₁、π₁₂、d和n₀均为PEM的弹光晶体的物理参数，其中π₁₁、π₁₂和d均与入射光波长无关，n₀为弹光晶体原本的折射率与入射光波长有关，具有光谱色散现象；应力幅值T₀与入射波长无关，仅与驱动电压有关。

综上所述，我们发现PEM的调制相位的光谱色散效应和驱动作用是相互独立的。为了更好的表述和标定PEM调制相位，将入射光通过PEM的光程差表述为PEM延迟量R，其表达式为：

R＝(n₂-n₁)d＝R₀sin(2πft) (16)

很显然，R₀＝n₀ ³(π₁₁-π₁₂)dT₀，其中R₀表示PEM延迟量的幅值，根据前面的分析可知光谱色散效应和驱动作用是相互独立的。因此可将R₀和R改写为

和

其中，N_(λ)＝n₀ ³代表光谱色散项，n₀的色散一般采用Cauchy公式或sellmeier公式描述，例如熔融石英、氟化钙、硒化锌等晶体材料的折射率色散已经被测量得到，可直接运用。例如熔融石英的折射率色散sellmeier公式为

将PEM其它的几个非光谱特性参数归集到驱动作用中，代表驱动作用项

由上式可以看出，比例系数k不仅包含了弹光晶体的π₁₁、π₁₂和d等参数，还包含了PEM 压电驱动器逆压电效应转化系数和压电驱动器与弹光晶体的耦合系数。对于制作好的特定PEM，其比例系数k是唯一确定的，并且可通过精确的定标得到。因此，PEM延迟量的定标可分光谱色散定标和驱动作用定标两部分。因此，若能得到驱动作用项与驱动电压V₀之间的比例系数k，既可以对该弹光调制器的延迟量R进行定标。

因此，本发明采用的一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量的定标分析方法，如图1所示，所用到的装置需要定标光源1、角度可调反射镜2、光阑3、起偏器4、检偏器6和光电探测器7，其中，弹光调制器5设置在起偏器4和检偏器6之间，定标光源1发出的光依次经光阑3、起偏器4、弹光调制器5、检偏器6后进入光电探测器7探测，所述方法包括以下步骤：

S1、给弹光调制器5提供谐振信号，利用光电探测器探测依次通过起偏器4、弹光调制器5和检偏器6后的激光信号，并对探测到的信号进行数字锁相提取得到倍频项幅值；

S2、通过公式计算得到相位幅值δ₀，根据公式R₀＝δ₀λ/2π计算得到PEM延迟量幅值R₀，其中，V_2f表示二倍频信号幅值项，V_4f表示四倍频信号幅值项，J₄(δ₀)表示 4阶贝塞尔级数，J₂(δ₀)表示2阶贝塞尔级数；

S3、改变弹光调制器的5驱动电压，重复上述步骤，得到所述弹光调制器5在不同驱动电压下的延迟量幅值R₀，并利用公式进行线性拟合，得到比例系数 k；得到比例系数k后，利用公式R＝N_(λ)kV₀sin(2πft)对所述弹光调制器的延迟量R进行标定，所述f表示调制频率，t表示时间，所述V₀表示弹光调制器的5的驱动电压。所述N_(λ)＝n₀ ³代表光谱色散项，所述n₀表示弹光晶体的折射率，用Cauchy公式或sellmeier公式描述。具体地，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S301、改变弹光调制器的5驱动电压，重复上述步骤，得到所述弹光调制器5在不同驱动电压下的延迟量幅值R₀，并利用公式进行线性拟合，得到比例系数k；

S302、改变依次通过检偏器4、弹光调制器5和起偏器6的激光波长，重复上述步骤，得到所述弹光调制器5在不同激光波长下的比例系数k，并求出所述弹光调制器5在不同激光波长下的比例系数k的平均值，将其代入公式R＝N_(λ)kV₀sin(2πft)，对所述弹光调制器的延迟量R进行标定，最后定标得出弹光调制器相位延迟量

此外，本发明还提供了一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析装置，用于实现上述的定标分析方法，包括定标光源1、角度可调反射镜2、光阑3、起偏器4、检偏器6、光电探测器7、控制处理模块8和计算模块9，弹光调制器5设置在所述起偏器4和检偏器6之间，所述定标光源1包括多个不同波长的激光子光源，所述角度可调反射镜2用于将不同激光子光源的光反射至所述光阑3，所述定标光源1发出的光依次经角度可调反射镜2、光阑3、起偏器4、弹光调制器5、检偏器6后进入光电探测器7，所述控制处理模块包括FPGA模块、LC高压谐振电路、和AD模块，所述FPGA模块的第一输出端与所述LC高压谐振电路，所述光电探测器的输出端经AD模块与所述FPGA模块连接，所述FPGA模块的第二输出端与所述计算模块连接，所述FPGA模块用于给所述弹光调制器5提供谐振信号，还用于控制所述 AD模块的采样频率，以及对所述光电探测器7的输入信号进行数字锁相并将得到的倍频项数据发送给所述计算模块9，所述计算模块9用于对所述倍频项数据进行计算处理，实现所述弹光调制器5的延迟量的定标。

其中，所述定标光源1包括波长为410nm、532nm、632.8nm和808nm的激光子光源，它们以不同的入射角入射至角度可调反射镜2作为定标光源，角度可调反射镜2的旋转角度可调节，通过调节反射镜2不同旋转角度选择定标激光。非定标杂散光用光阑遮挡，所述起偏器4和检偏器偏6的振轴与x轴夹角分别为45°和-45°。上述调制光信号传输采用Stokes参量和Mueller 矩阵传输的分析方法，较为直观方便。光电探测器能够探测到总光强为Stokes第一分量

将上式中cosδ＝cos(δ₀sin(2πft))利用第一类贝塞尔级数展开

上式中，m为正整数，J₀为0阶贝塞尔级数，J_2m分别为2m阶贝塞尔级数。

其中，将光电探测器探测到的调制光信号，经AD模块转换后输入FPGA模块中。所述FPGA模块对所述光电探测器7的输入信号进行数字锁相并将得到的倍频项数据的过程为：FPGA模块接收到光电探测器7的输入信号后，产生同频的参考信号，并通过数字锁相的方法得到倍频项的幅值。

其中，所述计算模块9用于通过公式计算得到相位幅值δ₀，根据公式R₀＝δ₀λ/2π计算得到PEM延迟量幅值R₀。

此外，所述计算模块9还用于根据公式进行线性拟合，得到比例系数k，然后根据比例系数k，利用公式R＝N_(λ)kV₀sin(2πft)计算得到所述弹光调制器的延迟量R，所述f表示调制频率，t表示时间；所述N_(λ)＝n₀ ³代表光谱色散项，所述n₀表示弹光晶体的折射率，用Cauchy公式或sellmeier公式描述。

最后，通过将sellmeier公式或Cauchy公式决定的折射率色散项和定标得到的比例系数k，同时加以考虑即可得出不同波长，不同电压下的PEM延迟量，完成PEM延迟量的精确定标。选不同波长激光的标定PEM比例系数k，并求平均值可降低定标误差。同样，根据选定波长标定的PEM延迟量，可以选用其它波长的激光进行验证来提高定标可信度。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、给弹光调制器(5)提供谐振信号，利用光电探测器探测依次通过起偏器(4)、弹光调制器(5)和检偏器(6)后的激光信号，并对探测到的信号进行数字锁相提取得到倍频项幅值；

S2、通过公式计算得到相位幅值δ₀，根据公式R₀＝δ₀λ/2π计算得到PEM延迟量幅值R₀，其中，V_2f表示二倍频信号幅值项，V_4f表示四倍频信号幅值项，J₄(δ₀)表示4阶贝塞尔级数，J₂(δ₀)表示2阶贝塞尔级数，λ表示波长；

S3、改变弹光调制器的(5)驱动电压，重复上述步骤，得到所述弹光调制器(5)在不同驱动电压下的延迟量幅值R₀，并利用公式进行线性拟合，得到比例系数k；得到比例系数k后，利用公式R＝N_(λ)kV₀sin(2πft)对所述弹光调制器的延迟量R进行标定，所述f表示调制频率，t表示时间，所述V₀表示弹光调制器的(5)的驱动电压；所述N_(λ)＝n₀ ³代表光谱色散项，所述n₀表示弹光晶体的折射率，用Cauchy公式或sellmeier公式描述。

2.根据权利要求1所述的一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S301、改变弹光调制器的(5)驱动电压，重复上述步骤，得到所述弹光调制器(5)在不同驱动电压下的延迟量幅值R₀，并利用公式进行线性拟合，得到比例系数k；

S302、改变依次通过检偏器(4)、弹光调制器(5)和起偏器(6)的激光波长，重复上述S301的步骤，得到所述弹光调制器(5)在不同激光波长下的比例系数k，并求出所述弹光调制器(5)在不同激光波长下的比例系数k的平均值，将其代入公式R＝N_(λ)kV₀sin(2πft)，对所述弹光调制器的延迟量R进行标定，最后定标得出弹光调制器相位延迟量

3.一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析装置，用于实现权利要求1或2所述的定标分析方法，其特征在于，包括定标光源(1)、角度可调反射镜(2)、光阑(3)、起偏器(4)、检偏器(6)、光电探测器(7)、控制处理模块(8)和计算模块(9)，弹光调制器(5)设置在所述起偏器(4)和检偏器(6)之间，所述定标光源(1)包括多个不同波长的激光子光源，所述角度可调反射镜(2)用于将不同激光子光源的光反射至所述光阑(3)，所述定标光源(1)发出的光依次经角度可调反射镜(2)、光阑(3)、起偏器(4)、弹光调制器(5)、检偏器(6)后进入光电探测器(7)，所述控制处理模块包括FPGA模块、LC高压谐振电路、和AD模块，所述FPGA模块的第一输出端与所述LC高压谐振电路，所述光电探测器的输出端经AD模块与所述FPGA模块连接，所述FPGA模块的第二输出端与所述计算模块连接，所述FPGA模块用于给所述弹光调制器(5)提供谐振信号，还用于控制所述AD模块的采样频率，以及对所述光电探测器(7)的输入信号进行数字锁相并将得到的倍频项数据发送给所述计算模块(9)，所述计算模块(9)用于对所述倍频项数据进行计算处理，实现所述弹光调制器(5)的延迟量的定标。

4.根据权利要求3所述的一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析装置，其特征在于，所述FPGA模块对所述光电探测器(7)的输入信号进行数字锁相并将得到的倍频项数据的过程为：FPGA模块接收到光电探测器(7)的输入信号后，产生同频的参考信号，并通过数字锁相的方法得到倍频项的幅值。

5.根据权利要求3所述的一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析装置，其特征在于，所述计算模块(9)用于通过公式计算得到相位幅值δ₀，并根据公式R₀＝δ₀λ/2π计算得到PEM延迟量幅值R₀，其中，V_2f表示二倍频信号幅值项，V_4f表示四倍频信号幅值项，J₄(δ₀)表示4阶贝塞尔级数，J₂(δ₀)表示2阶贝塞尔级数，λ表示波长。

6.根据权利要求5所述的一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析装置，其特征在于，所述计算模块(9)还用于根据公式进行线性拟合，得到比例系数k，然后根据比例系数k，利用公式R＝N_(λ)kV₀sin(2πft)计算得到所述弹光调制器的延迟量R，所述f表示调制频率，t表示时间；所述N_(λ)＝n₀ ³代表光谱色散项，所述n₀表示弹光晶体的折射率，用Cauchy公式或sellmeier公式描述。

7.根据权利要求3所述的一种考虑光谱色散的弹光调制器延迟量定标分析装置，其特征在于，所述定标光源(1)包括波长为410nm、532nm、632.8nm和808nm的激光子光源。