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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 7B b9 t  
    g6Q!8  
    应用示例简述 `&KwtvkdI  
      86(I^=  
    1. 系统说明 My<snmr2d  
     K%"5ImM  
    光源 LNrX;{ Z  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) h(M#f7'~&  
     元件 @\0Eu212  
    — 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 Q?3Gk%T0[  
     探测器 jqv-D  
    — 干涉条纹 eln&]d;  
     建模/设计 t"k*PA  
    — 光线追迹：初始系统概览 ^~G8?]w  
    — 几何场追迹加(GFT+)： }D7I3]2>   
     计算干涉条纹。 #>%X_o-o23  
     分析对齐误差的影响。 '@p['#\uI  
     VG,u7A*Z#  
    2. 系统说明 BlXB7q,  
     ANJ$'3tg  
    参考光路 x*?x=^I{  
    Pm lx8@D  
    3. 建模/设计结果 T'4z=Z]w  
    Hj:r[/  
    T(e!_VY|m  
    4. 总结 c}y [[EX  
     FP;Ccl"s  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 P^w#S  
     !|O~$2O@  
    1. 仿真 et,f_fd7v  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 U}MXT <6  
    2. 计算 f2^r[kPX"  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 R,F[XI+=N  
    3. 研究 u[ L`-zI  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *Txl+zTY  
    enp)-nS0  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 TQx.KM>y  
     kMtwiB|7j  
    应用示例详细内容 H2um|6>  
    系统参数 pcT:]d[1)  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 fcNL$U&-,i  
     (xVsDAp=@  
     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。 +RnkJ* l  
    tZ^Ou89:rG  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 0JlZs]  
     cfcim.jB  
    2. 说明：光源 gF[z fDm  
     u>TZt]h8  
    AgFVv5  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 zgs(Dt;  
     因此，相干长度大于1m <Wp QbQM  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 |lJX 3  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 n@U n  
    4?-.Z UT-1  
    xZ4~Oo@@_'  
     du)~kU>l  
    3. 说明：光源 B x (uRj  
    [P 06lIO  
    DdVF,  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 /c2w/+ _  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Xtp"QY p  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 1RK=,Wx  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     6xZ=^;H  
    4. 说明：光学元件 |b*? qf  
    :_t}QP"  
    U2`'qsR1  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 df n9!h  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 R,|d`)T  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 rFC" Jx  
     透镜材料为N-BK7。 :'*DPB-  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 !!Aj<*%  
     < V\I~;  
    {%IExPJ  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 " t7M3i_  
     {W]=~*w  
    'A:x/iv}^  
     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)。 (HSgEs1d  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 D<Z p!J1o  
    Fd#m<"  
    6. 分光器的设置 ppFe-wY  
    1[jb)j1  
    }S3qBQTYL  
    ]ut5S>,"  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 w^LuIbA  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 t 0-(U\  
     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 8HRmQ  
    "R3d+p  
    7. 合束器的设置 CE"JS-S?  
    (4\d]*u5-c  
    |]aE<`D  
    M?[h0{^K  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ' 4E R00  
     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。 zkO<-w  
    xCYE B}o9r  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 i:Zm*+Gi  
    H)>@/"j;  
    $*kxTiG!7  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 %zSuK8kxV  
    应用示例详细内容 8 O67  
    仿真&结果 ;q:jl~  
    J]q%gcM  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Y}[c^$S  
    %~jkB.\* )  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 l2&`J_"  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    0 s 70r  
    |U_]vMq  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 V=lfl1Ev0J  
    5* 0y7K/D  
    a\%xB >LX  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 IXb}AxB f  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 )x]3Zq  
     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。
    8Th` ]tI  
    tqy@iEz+  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 {O+Kw<d  
    J7v|vj I  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 bcAvM;  
     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°。 NuYkz"O]  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 V~ TWKuR  
    JkGnKm9G  
    4. 对准误差的影响：元件平移 lhi_6&&[8  
    lw :`M2P,  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 wQ%mN[  
     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。 HFqm6|  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 LC})ciWa  
    Q//,4>JKf  
    3 E3qd'  
    5. 总结 YOrrkbJ(  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?h0X,fl3  
    $ -c!W!H  
    4. 仿真 t!2(7=P30(  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Dk='+\  
    )NO<s0?&  
    5. 计算 f"( X(1F  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 q|%(3,)ig  
    uK'&Dam  
    6. 研究 c)Ic#<e(  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6&!&\  
    n3lE, b  
    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。 Lgz$]Jbl8  
    5'Q|EIL  
    扩展阅读 )~V4+*<  
    x)UwV  
    1. 扩展阅读 siTX_`0  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Pub0IIs  
    h!#:$|Q  
     开始视频 *FfMI  
    - 光路图介绍 U;n*j3wT  
    - 参数运行介绍 ,KJw|x4}\  
    - 参数优化介绍 KK,Z"){  
     其他测量系统示例： 1.D-FPK  
    - 迈克尔逊干涉仪     I2 a6w<b  
     
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