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    [技术]使用相干光模拟马赫泽德干涉仪 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-04-12
    测量系统 OUeyklw  
    f|h|q_<;  
    应用示例简述 *of3:w  
     rqdE6y+^  
    1. 系统说明 dRj|g  
     R A KFU  
    光源 b4E:Wn9x  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 3&u&x(   
     元件 Y%PwktQm  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 zA$k0p  
     探测器 u+'tfFds&  
    — 干涉条纹 S{;sUGcu  
     建模/设计 k 8UO9r[  
    — 光线追迹：初始系统概览 NdL,F;^  
    — 几何场追迹加(GFT+)： PV9pa/`@  
     计算干涉条纹。 5&v~i\Q  
     分析对齐误差的影响。 7NDr1Z#B6V  
     r30 <(nF  
    2. 系统说明 0Uo\wyd  
     SS$[VV  
    参考光路 'NX```U0  
    .Xce9C0SW  
    3. 建模/设计结果 2 $?C7(kW  
    a^`rtvT  
    J3n-`k8  
    4. 总结 t.laO. 3  
     ?Lyxw]  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ``ou/Z  
     ^r*r w=  
    1. 仿真 'yL%3h _@  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 `glBV`?^  
    2. 计算 k 9L? +PD  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 XmEq2v  
    3. 研究 OY:,D  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ?,& tNP{jq  
    Wn(6,MDUN  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 c2&q*]?l;  
     vU767/  
    应用示例详细内容 ,wIONDnLZ  
    系统参数 Pb?$t  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 @^T1XX  
     $Hj.{;eC/k  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 o| #Qu8Lk  
    JKGc3j,+#  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _>| =L W@7  
     dR"@`  
    2. 说明：光源 MhR:c7,  
     :P<]+\m  
    ch0{+g&  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。  #`o2Z  
     因此，相干长度大于1m &Rvm>TC=  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 [/Rf\T(,jn  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ,6om\9.E@  
    C}_ ojcR  
    ynE)Xdh  
     Q aS\(_  
    3. 说明：光源 VzY8rI  
    [N/"5 [  
    P/Q!<I  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 k~jP'aD  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 9D7+[`r(-  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Zg'Q>.:  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     >[_f3;P  
    4. 说明：光学元件 \3pc"^W  
    V+VkY3  
    prTw'~(B  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 U-R6xxPZ  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 maXG:l|  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 q U]gj@R  
     透镜材料为N-BK7。 l]8D7(g  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 `NgAT 3zq  
     hFH*B~*:#  
    X22[tqg;&  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 yF"1#{*y  
     %?p1d!  
    U$_xUG  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Z@]e{zO  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 $shoasSuI  
    xHz[t6;4;  
    6. 分光器的设置 X pBj%e:  
    4}4Pyjh  
    %F-ZN^R  
    m^GJuP LW  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 F.w 5S!5Q  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 E0MGRI"me  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 a2 Y;xe  
    ] :BX!<  
    7. 合束器的设置 /.Ww6a~  
    .ys6"V|31  
    <gJU?$  
    *Df,Ijh$  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 )u/yF*:n  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 E )5E$  
    (`sH3&Kl  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 l}] t~!X=  
    }>VG~u8  
    c6X}2a'  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 M;p em<  
    应用示例详细内容 gG-BVl"59  
    仿真&结果 Z; A`oKd  
    .pN`;*7`  
    1. 结果：利用光线追迹分析 n~A%q,DmF  
    ?q; Fp  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 @@8J6*y  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    %2XHNW  
    ;)!Sp:mHX  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 #ZYVc|sT+  
    @> E2?CV  
    1Dv R[Lx%  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ~:3QBMk::  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 nIU6h  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    D (h18  
    Bc6|n :;u  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 V{^!BBQ  
    7tcPwCc{  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 Lz:(6`S  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 ~Uxsn@nLr  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 dVsE^jsL  
    >|twyb  
    4. 对准误差的影响：元件平移 5lm<%  
    .8y3O]  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 |b|&XB_<]Z  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 K9OYri^TQ  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 KN7n@$8YM  
    brdmz}  
    "87ghj_}  
    5. 总结 ?ON-+u  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,=|ZB4HA  
    -eN\ !  
    4. 仿真 z&{5;A}Q@  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 8[J}CdS  
    Dg} Ka7H  
    5. 计算 p~9vP)74u  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4Rvf  
    C@bm  
    6. 研究 IiZ&Pr  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 av$/Om :  
    ?_Q/}@`  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ;uW}`Q<  
    "Q?k'^@  
    扩展阅读 t$A%*JBKm  
    $`- 4Ax4%  
    1. 扩展阅读 I;Bjfv5  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 qfK`MhA}  
    tWoh''@#  
     开始视频 |'{zri|A"  
    - 光路图介绍 |"9 #bU  
    - 参数运行介绍 $.GOZqMs  
    - 参数优化介绍 ;\\@q"n%<  
     其他测量系统示例： ]- 4QNc=  
    - 迈克尔逊干涉仪     ijdXU8  
     
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