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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 {hr>m,O%  
    -\O%f)R  
    应用示例简述 ^vPM\qP#g  
     r8x<- u4  
    1. 系统说明 T2|dFKeWG  
     %;$zR}  
    光源 %g1:yx  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 'o;>6u<u  
     元件 lcR53X  
    — 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 $a|C/s+}7>  
     探测器 mcvd/  
    — 干涉条纹 tfW*(oU  
     建模/设计 OPH f9T3H  
    — 光线追迹：初始系统概览 f}Mx\dc  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 7<;87t]]  
     计算干涉条纹。 zXWf($^&E  
     分析对齐误差的影响。 .21[3.bp/q  
     %2>ya>/M  
    2. 系统说明 &Jw]3U5J  
     OIP JN8V  
    参考光路 ?hu}wl)  
    QS.t_5<U  
    3. 建模/设计结果 Y~@@{zP  
    ?Ho~6q8O@  
    r/E'#5 Q  
    4. 总结 F*Lm=^:  
     &} %rZU  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ig|o l*~  
     E{+V_.tlu  
    1. 仿真 cYHHCaCS  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 &cy @Be}|T  
    2. 计算 |]FJfMX  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4mNg(w=NF  
    3. 研究 M{\W$xPL)  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 92zo+bc  
    7L68voC@U  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 }&|S8:   
     h2M>4c  
    应用示例详细内容 R)4L]ZF  
    系统参数 (prqo1e@  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 \H <k  
     cZ>h[XX[  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 DLMM1 A  
    mc37Y.  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 lU6?p")F1  
     Wc] L43u  
    2. 说明：光源  n *Y+y  
     |-kU]NJFR  
    'Bul_D4B  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Z1u:OI@(  
     因此，相干长度大于1m 3@xn<eu  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 w#ha ^4  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 :f1Q0klwP  
    xB.h#x>_`  
    II(7U3  
     u!wR  
    3. 说明：光源 MBlh lMyI  
    T.m*LM  
    -1^dOG6*  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 jvGGIb"&1  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 rDr3)*H?0  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ue?e}hF  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     i n}N[  
    4. 说明：光学元件 e6O+hC]:  
    |#uA(V  
    Z.:g8Xl-6  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 f]N.$,:$  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 $A>\I3B  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 +OGa}9j-  
     透镜材料为N-BK7。 Zp:(U3%  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 %OS}BAh^i  
     iIZDtZFF  
    'x'.[=;  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 kl(id8r  
     oaxCcB=\  
    Na6z1&wS  
     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)。 j^ y9+W_b  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 "DWw]\xO](  
    h%2;B;p]  
    6. 分光器的设置 (7v]bqfw  
    8v eG^o  
    Y`secUg  
    Z %?: CA  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 mPhrMcL  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 a!OS2Tz:  
     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 `TugtzRU  
    {\HEUIa]w  
    7. 合束器的设置 2>bTcud>  
    fgzkc"ReK  
    8 K7.; t1  
    vUlGE  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 $>Y2N5  
     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。 gG^A6Ol%D  
    jY: )W*TXt  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 6R.%I{x'  
    >a6{y   
    $ NNd4d*  
     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)。 cM'\u~m{  
    应用示例详细内容 b#h}g>l  
    仿真&结果 0Yh Mwg?  
    uv&??F]/  
    1. 结果：利用光线追迹分析 H NFG:t9  
    Z>9uVBE02  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 QJeL&mf  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    olHT* mr  
    ?p&CR[  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 HUP~  
    yJyovfJz.  
    Jf#Ika&px  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 he/WqCZg  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 D9hV`fA  
     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。
    Bf)}g4nYn  
    eootH K  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ]2Vu+AP  
    &oU) ,H  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 CrvL[6i  
     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°。 !+<OED=qe  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 eUY/H1  
    %S'gDCwq  
    4. 对准误差的影响：元件平移 qdss(LZ  
    7? 1[sPM  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 As5*)o"&  
     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。 9A7LDHst7  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 }fS`jq;  
    4@qHS0$  
    e1Ne{zg~  
    5. 总结 :!'!V>#g  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ZqONK^  
    9a$\l2  
    4. 仿真 '<$!?="  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 `FJ2 ?  
    nfj8z@!  
    5. 计算 d ynq)lf  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `rWT^E@p5m  
    iJ-z&=dOe  
    6. 研究 ekR/X  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 M/d6I$~7z  
    Ro2Ab^rQ|  
    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。 .!oYIF*0zC  
    [. rULQl  
    扩展阅读 O4+a[82  
    \me'B {aa  
    1. 扩展阅读 EC:u;2f!  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 E"/r*C+T  
    f4mQDRlD  
     开始视频 7o99@K,  
    - 光路图介绍 8@)4)+e  
    - 参数运行介绍  cFV)zFu  
    - 参数优化介绍 Q>%{Dn\?  
     其他测量系统示例： G`D~OI  
    - 迈克尔逊干涉仪     T4c]VWtD  
     
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