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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 3+n&Ya1  
    ;=UrIA@y;=  
    应用示例简述 Q6}`%  
     :2?i9F0_  
    1. 系统说明 !f7}5/YC7v  
     W.0dGUi*  
    光源 {u9VHAXCf  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ; [dcbyu@  
     元件 4fpz;2%  
    — 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 E;-R<X5n  
     探测器 W0gaOew(^  
    — 干涉条纹 eeB^c/k(P  
     建模/设计 A "S})  
    — 光线追迹：初始系统概览 hiP^*5h  
    — 几何场追迹加(GFT+)： pN%L3?2  
     计算干涉条纹。 7i 6-Hq  
     分析对齐误差的影响。 5^P)='0*  
     G4<'G c  
    2. 系统说明 o?hya.;h4  
     D ZLSn Ax  
    参考光路 !;iySRZr  
    fE_QB=9 cz  
    3. 建模/设计结果 8$3Tu "+;  
    fdp/c wd  
    2/>AmVM  
    4. 总结 t^uX9yvx  
     p^~lQ8t  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 O`|'2x{[O  
     atW;S99#  
    1. 仿真 :ykQ[d`:|  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 uCUQxFp  
    2. 计算 ^*}L9Ot~  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~}wPiu,  
    3. 研究 4MIL# 1s  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Hh54&YKZ  
    Ybd){Je"z  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 :5h&f  
     G%rK{h  
    应用示例详细内容 D97oS!*  
    系统参数 rD<@$KpP  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 yuKfhg7  
     F(@|p]3*  
     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。 h r t\  
    oOQnV(I  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 w 7=Y_  
     m<"1*d~  
    2. 说明：光源 uX`Jc:1q3  
     Y@#~8\_  
    !;fkc0&!  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 \]y$[\F>  
     因此，相干长度大于1m m}F1sRkdQ  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 _|H]X+|  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 f N t  
    vbFY}  
    %2/WyD$U  
     4S03W  
    3. 说明：光源 #4d 0/28b  
    !BK^5,4?--  
    C"hc.A&4  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 VWbgusxJ  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 HykJ}ezX4  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 /mqEc9sq,  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     c#U x{^ZE  
    4. 说明：光学元件 =EV8~hMyqh  
    8kO|t!?:U  
    $,'r} %  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 c5O1h8  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 HM ^rk  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 &/a/V  
     透镜材料为N-BK7。 !~>u\h  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 k]I<%  
     S{ fNeK  
    @8V8gV? zm  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 2+y4Gd 7  
     Q.vtU%T  
    nFxogCn   
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 *B@<{x r  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 &8~U&g6C  
     ) VJ|  
    6. 分光器的设置 -+O8v;aC'  
    srg#<oH|{c  
    {?eD7xL:-  
    NV*t  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 #gi&pR'$  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 bYow EzieF  
     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 ?4gYUEM#  
    R},mq&f5  
    7. 合束器的设置 #!Kg?BR2  
    <3ovCqa  
    FDpNM\SR1l  
    y{"8VT)  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 h9SS o0]F  
     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。 MUVp8! *@  
    KA%tVBl  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 W}JJaZR*X  
    S@T> u,t'  
    LH0\SmhU  
     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)。 +F4xCz7f  
    应用示例详细内容 P+oCcYp  
    仿真&结果 e$Md ?Pq  
    tXPS@4F  
    1. 结果：利用光线追迹分析 2Ni2Gkf@  
    BA L!6  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 j3A+:KDn3n  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    [,G]#<G?q  
    a Se.]_  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 8Ck:c45v  
    8fZ\})t  
    [=..#y!U  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 [wIyW/+  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 1 5rE|m^  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    Z#^2F8,]  
    ^c.b@BE  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 <>2QDI6_  
    A}[Lk#|n  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 =:9n+7~$  
     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°。 (Tc ~  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 C^l) n!fq  
    "52wa<MV J  
    4. 对准误差的影响：元件平移 kD"dZQx  
    z?FZu,h}  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 oLBpG1Va  
     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。 o<T>G{XYB  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 .r]n<  
    C, jPr )6)  
    vT3LhN+1  
    5. 总结 Dt.OZ4w5  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 I>G)wRpfR'  
    Gf]oRNP,N  
    4. 仿真 $3"0w   
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 dv@6wp:  
    !YAkHrF`[0  
    5. 计算 qY#*zx  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _VR4 |)1g  
    zM[WbB+"m  
    6. 研究 $m{\<A  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,3N8  
    /A##Yv!biR  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 TvM{ QGN  
    cDE?Xo'!  
    扩展阅读 9n9/[?S  
    F KL}6W:  
    1. 扩展阅读 >o'D/'>ku  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 9DPf2`*$  
    '[Nu;(>a  
     开始视频 dbnH#0i  
    - 光路图介绍 w&f29#i;b  
    - 参数运行介绍 ;x+4jpH]B  
    - 参数优化介绍 ?e&CbVc4  
     其他测量系统示例： 0r+-}5aSl5  
    - 迈克尔逊干涉仪     jY ^ndr0;  
     
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