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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 s`U J1eJ  
    @ |r{;'  
    应用示例简述 }\LQ3y"[  
     ~s{$WL&  
    1. 系统说明 D,6:EV"sa  
     /O9EQPm(  
    光源 &wX]_:?  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) r=4eP(w=  
     元件 #/]nxW.S  
    — 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 g=rbPbu  
     探测器 liSmjsk  
    — 干涉条纹 %3 rP `A  
     建模/设计 ])!*_  
    — 光线追迹：初始系统概览 YzWz|  
    — 几何场追迹加(GFT+)： p#Bi>/C6  
     计算干涉条纹。 OKV8zO  
     分析对齐误差的影响。 9B4&m|g  
     qb4z T  
    2. 系统说明 He)%S]RLk  
     cu6Opq9  
    参考光路 S[N5 ikg  
    F\! `/4  
    3. 建模/设计结果 +qoRP2  
    7Ix973^  
    Y0>y8U V  
    4. 总结 D]}G.v1  
     g5yJfRLxp  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 a =QCp4^  
     $C\BcKlmv  
    1. 仿真 ZW}_DT0  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 }'.m*#Y  
    2. 计算 #F#%`Rv1  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Ned."e  
    3. 研究 Uv.)?YeGh  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 "fI6Cpc  
    ]! dTG  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 TN.rrop`#g  
     Z7#+pPt!  
    应用示例详细内容 Zh,71Umz  
    系统参数 _^;Z~/.  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 #jk_5W  
     rc{v$.o0  
     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。 k\IbIv7?i  
    "{n&~H`  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ( =$ x.1  
     K;(mC<  
    2. 说明：光源 B6"0OIDY"  
     ~BF&rx5Q  
    SIllU  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Th%zn2R B  
     因此，相干长度大于1m ?CZd Ol  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 JLYi]nZ  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 U(Zq= M  
    phK/   
    ZoeD:xnh[  
     I*&8^ r:A  
    3. 说明：光源 J05e#-)<K  
    DqPw#<"H  
    dveiQ  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 So;<6~  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 XG?8s &  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 l.]xB,k  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ~[ F`"  
    4. 说明：光学元件 7P T{lT  
    @L`jk+Y0vF  
    ,_P-$lB  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 5tnlrqC  
     位相延迟平板材料为N-BK7。  9!GM{  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 G5!^*jf  
     透镜材料为N-BK7。 @d_M@\r=j  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 RNL9>7xV  
     Y@v>FlqI{  
    =%7-ZH9  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 H+#FSdy#  
     NRuNKl.v  
    }b}m3i1  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 gr{ DWCK  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ta0|^KAA  
     k'YTpO  
    6. 分光器的设置 YR70BOxK  
    [ )F<V!  
    [;N'=]`  
    SJLis"8  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 2!\D PX  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 dQvcXl]  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 _g8yDfcLG  
    rOYx b }1  
    7. 合束器的设置 yauvXosX  
    h1RSVp+?n  
    /1 dT+>  
    h;Kx!5)y  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Y2TtY;  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 X2_=agEP  
    `^vE9nW 7  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Iv *<L a  
    _`V'r#Qn  
    U:`Kss`  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 W_=f'yb:E  
    应用示例详细内容 Qrv<lE1V;  
    仿真&结果 do_[&  
    9$t( &z=  
    1. 结果：利用光线追迹分析 #E[0ys1O  
    gR**@t=;j  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ~[ jQ!tz  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    f3;5Am  
    EnR}IY&sI  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 M}a6Vu9  
    _$'ashF  
    HQ g^ h  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 \bF{-"7.  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 |4JEU3\$  
     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。
    ,}PgOJZ  
    LLo;\WGZ  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 [GR; ?R5  
    |>Vb9:q9Po  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 *|0 -~u%q  
     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°。 yfSmDPh  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 #R"*c hLV  
    b-DvW4B  
    4. 对准误差的影响：元件平移 |=w@H]r  
    uT{q9=w  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 H)?z #x  
     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。 ^ y::jK  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。  Sf'CN8  
    .]u /O`c]  
    ,2q-D&)\Z  
    5. 总结 *g%yRU{N  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 tc! #wd+u  
    uph(V  
    4. 仿真 ]`K2 N  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 2 nCA<&  
    JI}'dU>*U:  
    5. 计算 }j%5t ~Qa  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 L_T5nD^D  
    $I=~S[p  
    6. 研究 V&5wRz+`W  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 XwmL.Gg:]7  
    kj_c%T ]/  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 py4 h(04u  
    {mg2pfhB!  
    扩展阅读 k:;r2f  
    a9gLg &  
    1. 扩展阅读 p2eGm-Erq  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 GJrG~T  
    aOp\91  
     开始视频 G[=c Ss,  
    - 光路图介绍 K-4PI+qQ\  
    - 参数运行介绍 C]6O!Pb0  
    - 参数优化介绍 F%|h;+5  
     其他测量系统示例： @]j1:PN-  
    - 迈克尔逊干涉仪     rp$'L7lrX  
     
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