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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 FHy76^h>e  
    {!ZyCi19  
    应用示例简述 !.-tW7   
     rt]S\  
    1. 系统说明 @z6!a  
     WiNT;v[  
    光源 p?(L'q"WK  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) hVoNw6fE  
     元件 fT:}Lj\L1  
    — 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 .W\ve>;  
     探测器 O[~x_xeW  
    — 干涉条纹 W@L3+4  
     建模/设计 KHiFJ_3  
    — 光线追迹：初始系统概览 xc 1A$EY  
    — 几何场追迹加(GFT+)： huFz97?y(  
     计算干涉条纹。 "vF MSY  
     分析对齐误差的影响。 r2*<\ax  
     noVa=aU^  
    2. 系统说明 suJ_nb  
     Y,z??bm~J  
    参考光路 wjU.W5IR  
    H(u+#PIIw  
    3. 建模/设计结果 *}b]rjsj  
    ?v]-^X=&  
    ^z1IN-Tm/  
    4. 总结 l?N`{ ,1^  
     ucYkxi`x  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 f*((;*n ;  
     6/ g%\ka  
    1. 仿真 T(X:Yw  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 n"{X!(RIcx  
    2. 计算 JV"NZvjN7d  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4z4v\IpB  
    3. 研究 M.%shrJ/  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 PB'0?b}fab  
    O??vm?eo  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ,krS-.  
     y%BX]~  
    应用示例详细内容 g#^|oYuH6  
    系统参数 6k0^x Q  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 /"AvOh*  
     #Fd W/y5  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ^tAO_~4  
    "X1vZwK8N  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 60B-ay0e$b  
     mMw;0/n  
    2. 说明：光源 V 2znU  
     +H'\3^C-  
    a<Uqyilm  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 q=c/B(II!  
     因此，相干长度大于1m W?,$!]0  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 s${_K*g6  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 T-L5zu  
    |"k&fkS$  
    -e>|kPfv!  
     \P?ToTTV  
    3. 说明：光源 hb^!LtF#Y  
    sOC&Q&eg  
    L'kq>1QWf  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 mBl7{w;Iv  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ,+L KJl  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 +$pJ5+v  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     *Zkss   
    4. 说明：光学元件 UmP'L!  
    L7q |^`  
    #s"B-sWE  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 V/y=6wUiSl  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 T0 |H9>M  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 uEd,rEB>  
     透镜材料为N-BK7。 xPQL?.  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 zXre~b03ZS  
     `BT*,6a  
    aWvd`qA9r  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 |-kEGLH[*V  
     kV)' a  
    n(&*kfk  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 4;<DJ.XlN=  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ])$S\fFm  
    XVUf,N,  
    6. 分光器的设置 S<oQ}+4[~  
    hx!`F  
    k&GHu0z  
    -9G]x{>  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 9*pG?3*I  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 !<Z{@7oH  
     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 `"Dy%&U  
    |=3 *;}  
    7. 合束器的设置 ?)cJZ>$!w  
    .cR*P<3O  
    (!n-Age  
    N$Hqa^!'T  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 `^%GN8d}nm  
     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。 1g i}H)  
    raQYn?[  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 >eo8  
    L?f qcW{  
    3wNN<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)。 kPJ~X0Fr{t  
    应用示例详细内容 FOp_[rR   
    仿真&结果 2u&c &G  
    OK\]*r  
    1. 结果：利用光线追迹分析 \X opU"  
    l$`G:%qHj  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 r5)f82pQ  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ,4Y sZ  
    Wf1-"Q  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 h544dNo&  
    )/TVJAJ  
    }85#[~m'  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 +~:0Dxv W  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 h.LSMU (O  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    s}!"a8hU`  
    s=jO; K$  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 j&}B<f _6J  
    +-k`x0v  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 2$Y3[$  
     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°。 H2]BMkum  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 D4\(:kF\Hg  
    j)@oRWL<  
    4. 对准误差的影响：元件平移 <Am^z~[  
    m2MPWy5s  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 qid1b b  
     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。 B#4S/d{/  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 s.e y!ew  
    k`Y,KuBpM  
    Faw. GU  
    5. 总结 3DHvaq q7  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 lMPbLF%_  
    D2-O7e  
    4. 仿真 T/3;NXe6E  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 8Nv-/VQ/b  
    t9n'!  
    5. 计算 "p2u+ 8?  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,|>nF;.Y  
    3~8AcX@  
    6. 研究 ;WPI+`-  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 IT7:QEfKU  
    ~M(pCSJ[  
    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。 <#!8?o&i  
    (N9`WuI  
    扩展阅读 :4b- sg#  
    ;W =by2x*  
    1. 扩展阅读 @~Rk^/0  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 {S# 5g2  
    0$(jBnE  
     开始视频 *+# k{D,  
    - 光路图介绍 13]y)(  
    - 参数运行介绍 y& Gw.N}<r  
    - 参数优化介绍 O/'f$Zj36  
     其他测量系统示例： yA457'R1  
    - 迈克尔逊干涉仪     (rMTW+,  
     
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