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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 59A}}.@?m  
    m(!FHPvN  
    应用示例简述 Il 'fL'3  
     ~ 7s!VR  
    1. 系统说明 SnfYT)Ph  
     W!(zT6#  
    光源 M }D}K\)  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) niyV8v  
     元件 u#.2w)!D  
    — 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 u6agoK|^9  
     探测器 Otuf] B^s  
    — 干涉条纹 eauF ~md,  
     建模/设计 cwg"c4V  
    — 光线追迹：初始系统概览 ~?BXti<!  
    — 几何场追迹加(GFT+)： wHy!CP%  
     计算干涉条纹。 HZge!Yp<  
     分析对齐误差的影响。 C'x&Py/#  
     l_p2Riv  
    2. 系统说明 C6PdDRf  
     0l6.<-f{  
    参考光路 7. oM J  
    "to;\9lP  
    3. 建模/设计结果 =^?/+p8 k  
    ?@86P|19  
    U xGApK=X  
    4. 总结 W<g1<z\f  
     <5051U Eu  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 })%{AfDRF  
     ]f_p 8?j"  
    1. 仿真 }GM'.yutX  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 tH4B:Bgj!  
    2. 计算 -9?]IIVb  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 R=?[Nz  
    3. 研究 }@)[5N# A|  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;'1d1\wiDQ  
    o8MZiU1Xf  
    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。 i|kRK7[6B  
     UiNP3TJ'L  
    应用示例详细内容 :`sUt1Fw.  
    系统参数 -{vD: Il=6  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Y]a@j !  
     (9)Q ' 'S  
     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。 6S #Cl>v  
    p#tI;"\y  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 i6Gu@( 8Q  
     /-s6<e!  
    2. 说明：光源 cMIEtK`  
     /dHF6yW  
    xIn:ZKJ'  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 5)40/cBe  
     因此，相干长度大于1m pj(,Zd[47  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 `]aeI'[}R  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 (@YG~ 0  
    ;.C\Ss<>*  
    &^nGtW%a 9  
     /wG2vE8e  
    3. 说明：光源 :!QAC@  
    \M-OC5fQv  
    l,).p  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 xSu >  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 v@pky0  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 lhJ'bYI  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ?7A>+EY  
    4. 说明：光学元件 Hr C+Yjp  
    ^zr`;cJ+c  
    dr"1s-D4IQ  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 |j|rS5  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 D_MmW  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 '%;m?t% q  
     透镜材料为N-BK7。 naNghGQ  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 HOi`$vX }N  
     gM]:Ma  
    +[ZY:ZQ  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $~kA B8z  
     TqQ[_RKg2  
    /{2,zW  
     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)。 |y*c9  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 \<K5ZIWV  
    8EYkQ  
    6. 分光器的设置 ^rz_f{c]-  
    N>E_%]Ch  
    gDzK{6Z}  
    p4QU9DF  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 {{1G`;|v 9  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ?A0)L27UE&  
     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 8XaQAy%d]  
    _v:SP LU  
    7. 合束器的设置 $Kd>:f=A  
    u@^LW<eD  
    ;@J}}h'y  
    BLFdHB.$T  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 tX[WH\(xI  
     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。 #Q5o)x  
    MOC/KNb  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 R-14=|7a-  
    &j6erwaT  
    /V By^L:  
     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)。 1mJ Hued=6  
    应用示例详细内容 d5-qZ{W  
    仿真&结果 WzWX E(  
    @]0%L0u  
    1. 结果：利用光线追迹分析 M\=2uKG#  
    |?9HU~B  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ?cZlN !  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    @nf`Gw ;  
    DwF hK*  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 qP;OaM CX  
    2qp#N%  
    JS77M-Ac  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 W l4%GB  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 h];I{crh  
     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。
    8Y?;x}  
    !'Kj x  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 >dT*rH3w  
    ce(#2o&`  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 N g,j#  
     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°。 M=Wz  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 %)n=x ne  
    adw2x pj  
    4. 对准误差的影响：元件平移 $!DpjN  
    11lsf/IP  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Pc9H0\+Xk  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 _f{{( 7  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 PW4q~rc=:  
    W9)&!&<o  
    ~s{$WL&  
    5. 总结 f 1d?.)  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 KmF]\:sMD  
    EQ ttoOO  
    4. 仿真 W8<%[-r  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 _G0 x3  
    c%&>p||  
    5. 计算 w>YDNOk  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [ 3HfQ  
    7 d vnupLh  
    6. 研究 yHGADH0B  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移  @8 6f  
    ;=N# `l  
    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。 ;PH~<T  
    n*$ g]G$  
    扩展阅读 2?x4vI np;  
    a9G8q>h]O  
    1. 扩展阅读 /E>e"tvss  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 6nQq  
    *] (iS  
     开始视频 he4(hX^  
    - 光路图介绍 *8Z32c+C  
    - 参数运行介绍 M_8{]uo  
    - 参数优化介绍 g5yJfRLxp  
     其他测量系统示例： a =QCp4^  
    - 迈克尔逊干涉仪     #*}+J3/  
     
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