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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 T/^Hz4uA7  
    #<e\QE'!  
    应用示例简述 Bn61AFy`  
     e =4+$d  
    1. 系统说明 7<%<Ff@^)O  
     |tv"B@`  
    光源 R,9[hNHWGs  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) iXj o[Rz^C  
     元件 Q3|T':l4  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 ]Ar\c["  
     探测器 R2(3 >`FJ  
    — 干涉条纹 Pcu#lWC$  
     建模/设计 wY~&Q}U  
    — 光线追迹：初始系统概览 uq, { tV  
    — 几何场追迹加(GFT+)： <$F\Nk|x  
     计算干涉条纹。 OE4+GI.r-  
     分析对齐误差的影响。 A5i:x$ww  
     s3]?8hXd  
    2. 系统说明 $BFvF ,n  
     Q$:![}[(  
    参考光路 EL8NZ%:v:  
    &v"3*.org@  
    3. 建模/设计结果 IkrF/$r  
    FXzFHU/dP  
    SB5&A_tr  
    4. 总结 hSFn8mpXT  
     NzU,va N  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Qb)C[5a}  
     ]J:1P`k.  
    1. 仿真 Ma8_:7`>O  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 lu#LCG-.  
    2. 计算 %I-+Ead0i  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ;x:rZV/  
    3. 研究 LJOr!rWi  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $<^u^q37u  
    3,]gEE3  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 W-.pmU e2  
     6I!7c^]t  
    应用示例详细内容 I!>\#K  
    系统参数 }';D]c  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 W -  
     ?V}j`r8|\4  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ] )F7)  
    y_HN6  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 NvHJ3>"%  
     WdZ:K,  
    2. 说明：光源 esHQoIhd  
     ?gPKcjgoH!  
    Yr w$  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 >[ Ye  
     因此，相干长度大于1m 63.wL0~  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 F:D orE  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 #fJ] o_  
    cuK,X!O  
    Ndo a4L)$  
     K{ \;2M  
    3. 说明：光源 f{"8g"[[)(  
    lj{VL}R  
    p/2jh&  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 GEEW?8  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 -AhwI  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0]D{Va  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     O/.Uh`T`6  
    4. 说明：光学元件 ?W( 6  
    xGU(n _Y  
    { .*y  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Z0`T\ay  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 &AlJ "N|  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 % , N<  
     透镜材料为N-BK7。  f>s?4  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 S.Z9$k%   
     e#,~,W.H  
    #U*_1P0h  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Wm H~m k"  
     _{Sm k [  
    MwfOy@|N  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 >7roe []-|  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 Ja SI^go  
    Yp0/Ab(v  
    6. 分光器的设置 d/}SAvtt  
    u7xDau(c  
    ~GuMlV8  
    "+zCS|   
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 A>[|g`;t  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 w=|GJ 0  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 wHIj<"2  
    V97,1`  
    7. 合束器的设置 CiR%Ujf  
    h?-#9<A  
    A<\JQ  
    Hg9CZM ko  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 JT9N!CGZ  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ?=VOD#)  
    EwS!]h?  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ~+<olss_  
    +525{Tj  
    peJKNX.!q  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 XyMG.r-,  
    应用示例详细内容 DI`%zLDcY  
    仿真&结果 saU]`w_Z*  
    QZX~T|Ckv  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Sa"9^_.2#  
    +n})Y  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 }Z TGi,P c  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    g~BoFc.V2~  
    Qu< Bu)`  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 aF|d^  
    <xJ/y|{  
    v+e|o:o#  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 dq IlD!  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 IScRsxFb  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    Gn)y> AN  
    bS >0DU   
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 F`nb21{0y&  
    Qm8) 4?FZ  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 z4@k$ L8  
     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°。 ^`SA'F ,  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 !;6Jng%  
    rdnRBFt   
    4. 对准误差的影响：元件平移 Z+pom7A"E  
    E42eOGp9i  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 fbFX4?-  
     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。 qzFQEepso  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Omi^>c4G  
    aS|wpm)K>8  
    7Z UiY  
    5. 总结 $6F)R|  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Dml*T(WM>  
    L:M0pk{T  
    4. 仿真 }j1!j&&  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 dbS +  
    *?yJkJ"  
    5. 计算 .+y>8h3{  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 i#X!#vyc  
    \Hqc 9&0  
    6. 研究 3`HnLD/  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 `(0LK%w  
    kl1Y] ?z}  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 @c'|Iqy`  
    "Lh  
    扩展阅读 7GZgu$'  
    5FC4@Ms`  
    1. 扩展阅读 ZyR_6n>L$  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 u)Q;8$`  
    iRG?# "  
     开始视频 Rq~t4sA:  
    - 光路图介绍 b'ml=a#i 0  
    - 参数运行介绍 >EXb|vw   
    - 参数优化介绍 S bsouGD,{  
     其他测量系统示例： ]%RNA:(F'  
    - 迈克尔逊干涉仪     rZbEvS  
     
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