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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;lI+^}}  
    ]9=h%5Ji>  
    应用示例简述 :f5s4N  
     I-]>d;4.  
    1. 系统说明 m\>a,oZH  
     iGDLZE+?  
    光源 qrvsjYi*w  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) @UBjq%z  
     元件 bb42v7?  
    — 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 /:6Wzj  
     探测器 -"Y{$/B  
    — 干涉条纹 iz(u=/*\  
     建模/设计 ?T_3n:  
    — 光线追迹：初始系统概览 z|7zj/+g  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ]Fvm 7V  
     计算干涉条纹。 be5,U\&z  
     分析对齐误差的影响。 "xMD,}+5$$  
     $I#q  
    2. 系统说明 )5JU:jNy  
     .,~(%#Wl$  
    参考光路 f"7M^1)h2%  
    `6y{.$ z  
    3. 建模/设计结果 =z{JgD/  
    6~#Ih)K  
    %;D+k  
    4. 总结 ! / y!QXj  
     M@P 1,Y  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {ng"=3+n  
     133I.XBU  
    1. 仿真 FLoNE>q  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 %xlqF<  
    2. 计算 ~.PO[hC  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 n\I#CH0V  
    3. 研究 r[.>P$U  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 S1_6C:^k  
    +6smsL~<#v  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Z3 ;!l  
     NVIK>cT6  
    应用示例详细内容 wiOgyMdx  
    系统参数 Xd:7"/:r  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 UgB'[@McS  
     N3t0-6$_  
     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。 e& ANp0|W  
    Z'^U ad6  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 n/QF2&X7)  
     D2YZ9e   
    2. 说明：光源 3:"]Rn([P  
     3$vRW.c\q  
    \ JG8KE=j  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 P+MA*:  
     因此，相干长度大于1m m6eZ_ &+u  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 o01kYBD  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 c4e_6=Iv  
    ^^i6|l1  
    *O:r7_ Y0  
     yix'rA-T  
    3. 说明：光源 B) $c|dUV  
    I O%6 O  
    nfb]VN~(  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 3`O?16O  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 )f+U~4G&  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。  6,1b=2G  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ]U[X1W+@  
    4. 说明：光学元件 NT%W;)6m9  
    QU{Ech'  
    NRnRMY-  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 DfJ2PX}q  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 jO9ip  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 /Y[~-Y+!,  
     透镜材料为N-BK7。 HQ9f ,<  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 d;tkJ2@NO  
     HhA -[p  
    )T907I|  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 zWw2V}U!  
     })vOaYT|-  
    /)N@M  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 I~PDaZP  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ufa41$B'yG  
    c_{z(W"  
    6. 分光器的设置 +c:3o*  
    z!=P@b  
    Y**|N8e  
    n?#!VN3  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 (VyNvB  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 puSLqouTM  
     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 |1Dc!V'?"  
    YF#H Sf7  
    7. 合束器的设置 TAL/a*7\  
    dGZntT 2D  
    +ww^ev%  
    #gQF'  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 >,C4rC+:XN  
     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。 G DSfT{kK\  
    .F&9.#>  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 h*0S$p<[1  
    'f8(#n=6qP  
    2.}R  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 F9c`({6k  
    应用示例详细内容 fnzy5+9"  
    仿真&结果 9D@$i<D:  
    z `8cOK-  
    1. 结果：利用光线追迹分析 CozKyt/r7  
    UbJ*'eoX  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 U IJx*  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Gtv,Izt  
    \`'KlF2  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 `znB7VQ0  
    [y) Fc IK}  
    =<f-ob8,  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *a}(6Cx  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 KM?1/KZ/~  
     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。
    zbw7U'jk  
    "vF MSY  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 qX:B4,|ck  
    U SOKDDm  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 S[M4ukYK  
     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°。 u.|~   
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。  ~m=EM;  
    d<p2/aA  
    4. 对准误差的影响：元件平移 rp! LP#*  
    ;Kxbg>U  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 mxTk+j=  
     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。 6o3T;h  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Id8wS!W`7  
    T(X:Yw  
    y+mElG$F  
    5. 总结 A;K(J4y*  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 *3{J#Q6fk3  
    +`en{$%%  
    4. 仿真 0Vv9BL{  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 kN9yO5 h7  
    1IH[g*f  
    5. 计算 :{g7lTM  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 =WZ%H_oxi  
    I@7/jUO  
    6. 研究 HQVh+(  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 VC&c)X  
    $N+6h#  
    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。 CDg AGy  
    q|#MB7e/  
    扩展阅读  y).P=z  
    ``4wX-y  
    1. 扩展阅读 9/TY\?U  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 a% ,fXp>  
    DQ6jT@ZDH  
     开始视频 Ub)I66  
    - 光路图介绍 D5]{2z}k  
    - 参数运行介绍 #!#z5DJu  
    - 参数优化介绍 2hOPzv&B  
     其他测量系统示例： f@z*3I;  
    - 迈克尔逊干涉仪     tm)*2lH6  
     
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