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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 F^[Rwzv>c  
    v+, w{~7RH  
    应用示例简述 TTjjyZ@  
     ^SES')x  
    1. 系统说明 =?QQb>  
     dIe 6:s  
    光源 9= ;g4I  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) z@40 g)R2A  
     元件 E"vi+'(v  
    — 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 Ql!6I(  
     探测器 'G By^hj?  
    — 干涉条纹 Hwi7oXP  
     建模/设计 (5\d[||9g  
    — 光线追迹：初始系统概览 < oG\)!O  
    — 几何场追迹加(GFT+)： n$VPh/  
     计算干涉条纹。 Nl>b'G96  
     分析对齐误差的影响。 - &LZle&M  
     2LK*Cv[  
    2. 系统说明 `[R:L.H1  
     r_2VExk  
    参考光路 O#ajoE  
    @ F"ShT0  
    3. 建模/设计结果 fxCPGj  
    a}8>(jtSt  
    w2_I/s6B  
    4. 总结 hB1iSm  
     7UnO/K7oB.  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 2T?1X{g  
     EwJn1Mvq  
    1. 仿真 E~U|v'GCd  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ?J1&,'&  
    2. 计算 k-p7Y@`+a  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 uaMm iR  
    3. 研究 $+yQ48Wq  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6O?Sr,  
    '48|f`8$  
    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。 BJ;cF"Kp  
     `Y9}5p  
    应用示例详细内容 #hiDZ>nr  
    系统参数 e(5Px!B  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 d3hTz@JY  
     P<oD*C  
     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。 )HiTYV)]'  
    v8M#%QoA  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 s.Ic3ITd,  
     |0Ug~jKU  
    2. 说明：光源 Nd!=3W5?  
     :BiR6>1:  
    ]uXsl0'`V  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <Gt{(is  
     因此，相干长度大于1m CF 0IP  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 }tgn1xpx  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 `9NnL.w!  
    JH,fg K+[  
    H s 3*OhK\  
     V)?g4M3}  
    3. 说明：光源 ~ZIRCTQ"  
    im%3*bv-  
    `Y$5g~3.  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 icbYfgQ  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 y^fU_L?p  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 mh SsOmJ5  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     HBYpjxh  
    4. 说明：光学元件 Dy'l]vN$  
    Z1}zf( JU  
    AMiFsgBj  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 |1 6v4 R  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 F#R\Ot,hv  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ph+tk5k  
     透镜材料为N-BK7。 \d`Sz *  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 a#j^gu$m  
     3Q"+ #Ob  
    TniKH( w/  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 *XR~fs?/*W  
     RlL,eU$CS  
    =&xoyF  
     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)。  `a9>4  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 vG}oo  
    cC]1D*Bn  
    6. 分光器的设置 WHT%m|yn  
    2$UR " P  
    +5\\wGo<  
    >C66X?0cd  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 eF\C?4  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 jzw?V9Ijb  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 X"GQ^]$O  
    vGDo?X~#o  
    7. 合束器的设置 ' qVa/GJ  
    !X_~|5.  
    uwzT? C A6  
    I-hhHm<@  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 U]$3NIe  
     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。 a"4 6_>  
    Jp0.h8i  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 8B9zo&  
    u{z{3fW_  
    >4b39/BM  
     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)。 v\FD~   
    应用示例详细内容 ?8/h3xV;  
    仿真&结果 CB1u_E_  
    5w9<_W0d  
    1. 结果：利用光线追迹分析 2N]s}/l  
    .@V>p6MV  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 kMXl {  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Zv93cv  
    -GjJrYOU  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 t T:yvU@a  
    Mr(3]EfgO  
    2T9Z{v  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 !HYqM(|{.  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 7m:,-xp  
     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。
    <rs]@J'p  
    !NjE5USi  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 (0S7  
    "N_?yA#(j  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 o5uwa{v  
     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°。 R#M).2::  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 {VG6m Hw  
    6np wu5!  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ,~#hHhR_  
    VXS9E383  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 =KLYR UW  
     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。 +l(}5(wc  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 }p~%GA.=98  
    AbB>ZT>hR  
    rB]/N,R   
    5. 总结 bv"S(  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 v]~[~\|a  
    ix;8S=eP~{  
    4. 仿真 ?%(*bRV -  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 /_\4( vvf  
    zAewE@N#_  
    5. 计算 <*P1Sd.  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ;f Gi5=-  
    `u-Y 5mY  
    6. 研究 c/RG1w  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ??PpHB J')  
    q`hg@uwA{`  
    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。 ]Ea-?IhD  
    \z 'noc  
    扩展阅读 yyc&'J  
    U' Cp3>  
    1. 扩展阅读 uvL|T48  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 (!s[~O6  
    _17"T0  
     开始视频 .@'Vz;&mQ  
    - 光路图介绍 YQ/ *|  
    - 参数运行介绍 4)_ [)MZ\j  
    - 参数优化介绍 U N/.T   
     其他测量系统示例： V|= 1<v  
    - 迈克尔逊干涉仪     V.J%4&^X  
     
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