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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 \![ p-mW{  
    se=;vp]3a  
    应用示例简述 3?e~J"WXC5  
     qL4s@<|~  
    1. 系统说明 FxmHy{JG  
     xauMF~*  
    光源 _p^$.\k"  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) dngG=  
     元件 jss.j~8  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 Mj`g84  
     探测器 '0w</g  
    — 干涉条纹 3~1Gts  
     建模/设计 8]D0)  
    — 光线追迹：初始系统概览 ]=ADX}  
    — 几何场追迹加(GFT+)： /j-c29nz  
     计算干涉条纹。 >t{-_4Yv?  
     分析对齐误差的影响。 9oYE  
     +xd@un[r<  
    2. 系统说明 ]>B4  
     Eq|5PE^7  
    参考光路 BbiyyRa  
    QP/ZD|/ t1  
    3. 建模/设计结果 cn: L]%<  
    ZUkM8M$c  
    0 9qfnQG  
    4. 总结 BA[ uO3\4  
     &\%\"Zh  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 IhRdn1&  
     6-z(34&N  
    1. 仿真 g(9kc<`3'D  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 8@Bm2?$}g  
    2. 计算 "  sC]z}  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C]Y%dQh+a  
    3. 研究 =R<92v  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 l(W?]{C[%  
    C^;>HAK|F  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ut#pg+#Q  
     TF9A4  
    应用示例详细内容 W,"Re,`H  
    系统参数 n =WH=:&  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 tW a'[2L  
     4jSYR#Hqp`  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 {1qr6P,"  
    Xmi~fie  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 XhA tf @n  
     r@/@b{=  
    2. 说明：光源 hw.>HT|.N  
     KaX*) P  
    SU1N*k#-o  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 !FDd5CS  
     因此，相干长度大于1m cg o  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 8+J>jZ  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 @ meT8S9t  
    8t. QFze?  
    9ln=f=  
     yM7Iq)o6u  
    3. 说明：光源 >cLh$;l  
    #4JLWg  
    YWs?2I  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 H>W8F2VT  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 vK[%c A"  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 1= 7ASS9  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     T9XUNR{&  
    4. 说明：光学元件 TEh.?  
    :w!hkUx#  
    $wi4cHh  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 rwVp}H G  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 M9afg$;.xe  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 JXMH7  
     透镜材料为N-BK7。 %B( rW?p&  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ,wM4X'] HR  
     E3l*_b0  
    d#]hqy  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 =JW-EQ6[T  
     d$ n31F  
    )UM^#<-  
     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)。 \PUJD,9H  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 CGzu(@dd\  
    K, I  
    6. 分光器的设置 mLpM8~L  
    yW (|auq  
    R^$|D)(  
    ruGeN  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 R"9w VM;*c  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 huS*1xl  
     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 D[#V  
    M:{Aq&.  
    7. 合束器的设置 ];4!0\M  
    FOk;=+  
    as!a!1  
    !{ (Bc8 hT  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Z#L4n#TT  
     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。 W.?/p~  
    4k-Ak6s  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 i/%l B  
    9i}$245lB  
    Pv/ v=s>X  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 giX[2`^NG  
    应用示例详细内容 N{S) b  
    仿真&结果 GPK\nz}  
    r+8D|stS  
    1. 结果：利用光线追迹分析 nAEyL+6U  
    cO*g4VL"[  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 sqtz^K ROM  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    n)98NSVDbT  
    - ~|Gwr"  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 j}eb _K+I  
    ESIP+  
    *H/3xPh,*  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 G:":CX"O(  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 NFZ(*v1U  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    B(++*#T!^m  
    ZQ_6I}i")  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 T5."3i  
    Ly+UY.v"  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 R-S<7Q3E0=  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 p8_^6wfg  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Qk:Lo*!  
    [jzsB:;XB&  
    4. 对准误差的影响：元件平移 GQn:lu3j:  
    PY.K_(D  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 dHXe2rTE;&  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 >ep<W<b  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 MhD'  
    [3G{NC|'  
    M}x%'=Pox  
    5. 总结 |(z{)yWbC[  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 G XVx/) H  
    78uImC*o  
    4. 仿真 4SJ aAeIZ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 QDg5B6>$  
    P3&s<mh  
    5. 计算 D4!;*2t  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6iyl8uL0J  
    -[L\:'Gp5  
    6. 研究 @%Ld\8vdfJ  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 iY,C0=n5Y  
    G+8)a$?v  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 {r&mNbz  
    #ODP+>-IjB  
    扩展阅读 {fR\yWkt?  
    t<p#u=jOa  
    1. 扩展阅读 vPNbV  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 h9H z6 >  
    @|anu&Hm  
     开始视频 T(D6'm:X  
    - 光路图介绍 .[O{,r  
    - 参数运行介绍 ZL6HD n!  
    - 参数优化介绍 \%a0Lp{ I  
     其他测量系统示例： c`!e#w  
    - 迈克尔逊干涉仪     x|~8?i$%  
     
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