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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 Zq1> M'V;  
    "[A&S!  
    应用示例简述 G@ybx[_[@  
     z}5'TV=^  
    1. 系统说明 c?xeBC1-  
     79Q,XRWh|  
    光源 xop\W4s_  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) !5m~qet.  
     元件 N]c:8dOj  
    — 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 IP !zg|c,  
     探测器 +W>tdxOh  
    — 干涉条纹 (o6 u ^#6  
     建模/设计 qy\SOA h  
    — 光线追迹：初始系统概览 Rx%kAt2X  
    — 几何场追迹加(GFT+)： AsZyPybq  
     计算干涉条纹。 QIN# \  
     分析对齐误差的影响。 jAt6 5a  
     K1<l/ s  
    2. 系统说明 $[=`*m  
     DML0paOm5  
    参考光路 |@-y+vbA*  
    gJOswN;([  
    3. 建模/设计结果 jT QN(a9Y  
    b[;3y/X  
    n |,}   
    4. 总结 E\}Q9, Z$  
     '?fn} V  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9*|An  
     @qJv  
    1. 仿真 m} =<@b:l  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 )./'RE+(k  
    2. 计算 &P8Q|A-u  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  [7)#3  
    3. 研究 8>:2li  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 IZ4jFgpR  
    M[T!AO-S$  
    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。 9>@"W-  
     Sag\wKV8  
    应用示例详细内容 h"nv[0!)  
    系统参数 ~Uz|sQ*G  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 1hp@.Fv  
     !C0= h  
     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。 m7mC 7x  
    -3b0;L&4>x  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 L' h'm{i  
      6Ue6b$xE  
    2. 说明：光源 C[$<7Mi|;  
     V'?nS&,i  
     *JOv  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 g(;ejKSR  
     因此，相干长度大于1m IPE(  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 mKq9mA"(E  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 DFjkp;`1  
    K<_H`k*x  
    L,X6L @Q  
     -XY]WWlq  
    3. 说明：光源 n#]G!7  
    /ci.IT$Q^  
    RMrt4:-DI  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。  L_Ai/'  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 +l3 vIN  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Wj*6}N/  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Ip 1QmP  
    4. 说明：光学元件 KoXXNJax  
    n2O7n @8  
    Em.?  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 pcl _$2_  
     位相延迟平板材料为N-BK7。  3i$AR  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 p9sxA|O=y  
     透镜材料为N-BK7。 <*5D0q#~"  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 |m EJJg`"7  
     0UB'6wRVo  
    U&a]gkr  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 9VY_gi=vL  
     Cw2+@7?|  
     G0&w#j  
     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)。 q B 2#EsZ  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ) D`_V.,W  
    _1 JvA-  
    6. 分光器的设置 p.IfJ|  
    Zj^H3 h  
    Tuy*Df  
     MU^Z*r  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 6u7HO-aa  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 y@z #Jw<  
     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 K=>/(s Wiq  
    Zj0&/S  
    7. 合束器的设置 v>P){VT  
    p5'\< gQ  
    zC^Ib&gm>,  
    abv]  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 OWkK]O  
     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。 n#fg7d%  
    5VcYdu3  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ={oO9.9  
    MG@19R2s  
    S{H8}m|MW  
     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)。 }bTMeCgI  
    应用示例详细内容 #>V;ZV5"  
    仿真&结果 3IxT2@H)  
    ),Rj@52l  
    1. 结果：利用光线追迹分析 KKzvoc?Bt  
    J.d `tiN  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 `F@yZ4L3S  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    M>#{~zr  
    {Q"<q`c  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 o_5@R+&  
    U|QDV16f  
    -d~'tti  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 WveFB%@`;  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 "8I4]'  
     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。
    !]nCeo  
    ublY!Af  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ZjK~s)RC  
    4SrK]+|  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 m~K]|]iqQ  
     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°。 HKwGaCj`  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 v> 5F[0gE  
    gr=`_k4~1  
    4. 对准误差的影响：元件平移 )em.KbsPPF  
    Y(f-e,  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 >vU Hf`4T  
     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。 IY&a!  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ,d+mT^jN  
    %ab79RS]C  
    -G 'lyH  
    5. 总结 aBnbu vp  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 pS \>X_G3  
    I'C ,'  
    4. 仿真 Ln|${c  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 A@OV!DJe]  
    EoeEg,'~F  
    5. 计算 3@L%#]xwi  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 *@nUas 2"  
    i`$rzXcS  
    6. 研究 s|'L0` <B  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 M jTKM;  
    D.b<I79bX  
    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。 sh2bhv]  
    `%3p.~>  
    扩展阅读 lijy?:__  
    W\7*T1TDj  
    1. 扩展阅读 M'iKk[Hjfx  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 l0{DnQA>I  
    Tt|6N*b'  
     开始视频 <4,?lZ  
    - 光路图介绍 0)!zhO_}  
    - 参数运行介绍 <*(R+to^d  
    - 参数优化介绍 "S:N- Tf%U  
     其他测量系统示例： +.I'U9QeUN  
    - 迈克尔逊干涉仪     P;&p[[7  
     
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