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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 J#5o  
    _Pm}]Y:_  
    应用示例简述 L*Cf&c`8r  
     u$^` hzfI  
    1. 系统说明 dQ"W~ig  
     u 9Tl Xn  
    光源 `)P_X4e]`  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) fN>|X\-  
     元件 )xs,  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 L-TVe  
     探测器 O/~^}8TLL  
    — 干涉条纹 =&xoyF  
     建模/设计  `a9>4  
    — 光线追迹：初始系统概览 vG}oo  
    — 几何场追迹加(GFT+)： cC]1D*Bn  
     计算干涉条纹。 WHT%m|yn  
     分析对齐误差的影响。 2$UR " P  
     +5\\wGo<  
    2. 系统说明 W.<<azi  
     eF\C?4  
    参考光路 fL:Fn"Nv  
    6S&YL  
    3. 建模/设计结果 VG7#6)sQoK  
    | Ylk`<  
    N$b;8F  
    4. 总结 m @ ?e <$  
     |g !# \  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 F4{<;4N0  
     p$ <qT^]&  
    1. 仿真 TD9`S SpP  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 z#/*LP#oY  
    2. 计算 |0mI3r  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )T_ #X!  
    3. 研究 1=.?KAXR  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,:{+ H  
    *RM'0[1F4  
    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。 3!W&J  
     u&bU !ZI  
    应用示例详细内容 +.cv,1Vx  
    系统参数 {D#`+uw  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 xb\:H@92  
     _%B`Y ?I`  
     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。 bS<p dOX_  
    \:7EKzQ  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 +3CMfYsr8  
     eW%jDsC  
    2. 说明：光源 ^Quy64M  
     qiN'Tuw9  
    D$;/ l}s?  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 _{%H*PxTn=  
     因此，相干长度大于1m K(2s%  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 @d|9(,Q  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 IgL8u  
    9~yuyv4$  
    dPId= w)  
     yW 3h_08  
    3. 说明：光源 Is[0ri   
    ,~#hHhR_  
    (Bz(KyD[  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 =KLYR UW  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 XLT<,B}e  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 I5]zOKlVR  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Sy~1U  
    4. 说明：光学元件 KMZ`Wn=  
    F ReK  
    clNP9{  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ?|\Lm3%J  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 b8&9pLl  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 dQ]j r.  
     透镜材料为N-BK7。 7Z_iQ1  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 O/Vue  
     3Daq5(fLP  
    ?$Pj[O^hl  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 6%-2G@6d  
     Ai;Pht9qi  
    75y#^pD?c  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 {YFru6$  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 1Jt%I'C?  
    KMV!Hqkk  
    6. 分光器的设置 ?AE%N.rnsi  
    F<[8!^l(z  
    jk@]d5  
    mD! imq%=  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 m\yO/9{h1  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 z5I<,[`  
     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 OuoZd!"qf  
    U!4 ^;  
    7. 合束器的设置 .;'xm_Gw<  
    ZfU_4Pl->  
    Zh@\+1]  
    PLD!BD  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 CJ_B.  
     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。 N@}U;x}  
    >qCT#TY  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 SDkN  
    @OpcS>:R  
    dU,/!|.K  
     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)。 l< Y x  
    应用示例详细内容 n2E2V<#   
    仿真&结果 \xt!b^d0  
    {q^KlSjm  
    1. 结果：利用光线追迹分析 (\j<`"n  
    vd~O:=)4  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 !E%!,  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Xp' KQ1w)  
    j[9 B,C4  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 2rxdRg'YLQ  
    sb1/4u/W  
    ;.Kzc3yz}  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 2.6,c$2tB  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 U+KbvkX wj  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    M`(xAVl  
    *jYwcW"R{z  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜  6?6 u  
    R~`Y6>o~9:  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 [f'7/w+  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 1g;3MSn~  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 E$cr3 t7Xy  
    ;RU)Q)a)  
    4. 对准误差的影响：元件平移 Z"n]y4h  
    }5~ ;jN=k  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ,GK>|gNsb  
     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。 G 5)?!  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 vjHbg#0%  
    \R~Lf+q  
    \1tce`+  
    5. 总结 ;,viE~n  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :7R\"@V4  
    zmdOL9"a  
    4. 仿真 +G?3j,a\  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 .N%$I6w  
    cJt#8P  
    5. 计算 h.67] U7m  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 G^+0</Q  
    L9x,G!  
    6. 研究 `q F:rQ  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 (F @IUbnl  
    V@$B>HeK  
    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。 }Iu6]?|'  
    ;G w5gK^  
    扩展阅读 O". #B  
    rP*?a~<  
    1. 扩展阅读 5f1yszd  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 giI9-C  
    #oHHKl=M  
     开始视频 1f}Dza9  
    - 光路图介绍 m^TkFt<BM  
    - 参数运行介绍 aUd6 33  
    - 参数优化介绍 Ngg (<ZN  
     其他测量系统示例： z8gp<5=  
    - 迈克尔逊干涉仪     g >X!Q  
     
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