波片被广泛应用于各种精密光学仪器中,在偏振、光学精密测量等领域发挥着重要作用。波片又称相位延迟器,是由双折射晶体制成的平面薄片,可以对特定波长的入射偏振光产生一定的相位变化,从而改变入射光的偏振状态。波片与其他光学器件相结合使用,可以实现光的各种偏振态的转换或偏振面的旋转。随着光学精密仪器的不断发展,对波片的高精度要求越来越严格。波片的相位延迟量和快轴方位角作为波片的主要参数,其微小变化将直接或间接影响光学精密仪器的质量和性能。鉴于目前波片的双折射参量检测方法的实时性较差、系统较复杂等问题,本论文提出一种带有相位补偿的级联调制型波片双折射参量检测方法。主要从以下几个方面进行阐述:首先,本文分析了弹光调制器的结构和工作机理、电光调制器的电光效应与工作原理以及Soleil-Barbinet补偿器的结构与工作原理等,将级联偏振调制法和相位补偿法相结合,建立了级联调制型波片双折射参量检测理论模型。其次,以FPGA为控制核心对波片双折射参量检测系统的硬件系统进行了设计,通过对弹光调制器和电光调制器的高压驱动控制电路、偏振调制信号的滤波与采样电路,以及FPGA外围电路设计,搭建了波片双折射参数采集和处理硬件平台;并在分析DDS原理基础上,基于FPGA完成了频率和占空比可调的驱动信号设计,实现了弹光调制器和电光调制器的稳定驱动控制;并基于数字锁相技术对偏振信号中的基频、二倍频、四倍频等信号进行分离,基于FPGA的软核设计完成波片双折射参量的计算和分析。最后,搭建了带有相位补偿的级联调制型双折射参量检测实验平台。分别在使用或不使用Soleil-Barbinet补偿器的情况下,对波片的双折射参量进行测量和分析。实验表明通过带有相位补偿的级联调制型双折射参量检测系统,检测的波片相位延迟量最大相对误差为0.362%,快轴方位角的最大相对误差为0.320%。验证了该方法可有效地提高检测系统的速度与准确性。