波片是一种十分重要的光学器件,被广泛应用于应用光学和无损检测等领域中,相位延迟量和快轴方位角作为波片的重要参数,对其进行精确测量不仅可以监测波片在加工过程中造成的应力不均匀,还可以为波片应用者提供参数指导。随着电子信息技术和光学应用技术的迅猛发展,特别是自动测量技术和数字显示技术的引入更使光学精密测量获得了突破性进展。传统波片相位延迟量和快轴方位角测量方法已不能满足光学精密测量的时代要求。为了能够精确地测量波片相位延迟量和标定快轴方位角,实现测量系统的集成化和自动化,论文基于弹光调制技术与数字锁相技术相结合的新型波片测量技术,提出了高精度相位延迟量和快轴方位角的测量方法,设计了自动测量波片系统,并对测量结果进行了分析。因此,本文主要从以下几个方面展开阐述研究。1、研究了波片光学原理、弹光调制器工作原理以及数字锁相原理,提出了基于弹光调制技术和数字锁相技术相结合的新型测量波片相位延迟量和快轴方位角原理,并运用Stokes参量和Muller矩阵对测量原理进行了理论推导,为设计高精度测量波片相位延迟量和标定快轴方位角系统奠定了坚实的理论基础。2、设计了以FPGA为核心的硬件电路,完成了电源电路、模数转换电路、FPGA外围电路和串口通信等电路的设计;在FPGA中实现了基于DDS技术方波驱动信号发生模块、串口通信模块、A/D采集时钟控制模块、数字锁相模块、步进电机控制模块和测量结果显示模块的设计,对各功能模块进行了功能仿真测试,为实现测量系统的集成化和自动化奠定了基础。3、搭建了实验系统,并对λ/4波片进行了多次测量,用液晶显示屏显示相位延迟量和快轴方位角测量结果,由步进电机完成对波片快轴的标定。实验结果表明该系统对λ/4波片快轴方位角的测量精度优于0.31°,相位延迟量的测量精度优于99.47%。测量系统的弹光调制器驱动信号、电机驱动信号、数据运算都由FPGA控制,实现了光机电一体化。