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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 q@\_q!  
    [-CG&l2?L  
    应用示例简述 ex| kD*=  
     r zvX~B6  
    1. 系统说明 eyE&<:F#J  
     <G&v  
    光源 7d<v\=J}  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) cpy"1=K~M  
     元件 kDz.{Ih  
    — 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 oby*.61?5l  
     探测器 O-B3@qQ. h  
    — 干涉条纹 =QC^7T  
     建模/设计 x'KsQlI/  
    — 光线追迹：初始系统概览 eeDhTw9  
    — 几何场追迹加(GFT+)： F9<OKcXH  
     计算干涉条纹。 wiGwN  
     分析对齐误差的影响。 Stc\P]%d  
     4tC_W!?$t  
    2. 系统说明 &Ch)SD  
     9=o b:  
    参考光路 7^iAc6QSy3  
    s +GF- kJ*  
    3. 建模/设计结果 jgstx3  
    j"V$J8)[  
    Om^/tp\  
    4. 总结 \fhT#/0N  
     IF:M_   
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 WAa?$"U2  
     3dbf!   
    1. 仿真 >ob/@  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 r#Mx~Zg~  
    2. 计算 . $k"+E  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 l+6\U6_)B  
    3. 研究 ]/bE${W*]  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 'l:2R,cP  
    s]N-n?'G"  
    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。 g@2.A;N0  
     #SYWAcTkO}  
    应用示例详细内容 Q#N+5<]J)#  
    系统参数 6:,^CI|@ t  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 9X%Klm 5w  
     _E;Y ~I,i  
     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。 v2{O67j} o  
    p[)<d_  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。  SoX V  
     ]cr;PRyv  
    2. 说明：光源 (HI%C@e9  
      ~Hs{(7   
    ddP,_.0  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 bw\=F_>L  
     因此，相干长度大于1m ;N\?]{ L  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 =dBrmMh  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 H1nQ.P]_  
    _);Kb/  
    cnthtv+(~  
     1 =<|h  
    3. 说明：光源 6\;1<Sw*  
    YZl%JX  
    ^rwSbM$  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 _w;+Jh  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 A232"p_  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 fO^6q1a  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     .Qt3!ek  
    4. 说明：光学元件 a1SOC=.M;  
    l*Ei7 |Z  
    ]5f M?:<l  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 }yw;L(3  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 + nS/jW  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。  ~C/KA6H  
     透镜材料为N-BK7。 ^gzNP#A<'o  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 >UY_:cW4%m  
     7[BL 1HI*  
    ~C'nBV  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 gF6j6  
     Ok&>[qu  
    hxVM]e[  
     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)。 V1)P=?%(US  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 /dt!J `:  
    VtiqAh}4  
    6. 分光器的设置 %J7mZB9  
    z L'IN)7MU  
    Us,[x Q  
    (V.,~t@  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 wp.e3l  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 @O}j:b  
     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 7&V^BW  
    ^:DhHqvK  
    7. 合束器的设置 DhNo +"!z  
    arS'th:j  
    m}[~A@qD  
    jne9=Als5  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ]H#Rm#q  
     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。 |vN@2h(|"  
    ](>7h _2B  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ` .(S#!gw  
    M |?p3%  
    .xkV#ol  
     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)。 BrH;(*H)8  
    应用示例详细内容 CKt|c!3 7  
    仿真&结果 VnSj:LUD  
    iW1ih Q X  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Of7) A  
    Di<J6xu  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 h2"|tTm,a  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    j22#Bw  
    0*Km}?;0-  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 'SU9NQS  
    O%K?l}e  
    ccn`f]5w  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ;5Vk01R  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 f:[d]J|  
     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。
    4nII/cPG  
    iCnUnR{  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 YNC0Z'c9  
    ?[ S >&Vq  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 nN=:#4 >Y  
     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°。 hG~]~ )  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 $;2eH  
    52MCUl  
    4. 对准误差的影响：元件平移 a|P~LMPM  
    co^P7+j  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ?$J7%I@  
     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。 !*?(Q6  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 d@6:|auO  
    827)n[#%|  
    Ztyv@z'/Z  
    5. 总结 sh !~T<yy  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ! [|vx!p  
    iijd $Tv  
    4. 仿真 *]m kyAhi  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 k?["F%)I  
    <RoX|zJw  
    5. 计算 V+=*2?1  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 sm2p$3v  
    UN*dU  
    6. 研究 lbKv  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 b#p~F}qT  
    \za5:?[xB  
    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。 T6R7,Vt'v  
    ?)?IZ Qj  
    扩展阅读 m0I #  
    1o|0x\q  
    1. 扩展阅读 JA?,0S  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 y\)G7 (  
    eg$5z Z  
     开始视频 mEB2RLCM  
    - 光路图介绍 'YZI>V*  
    - 参数运行介绍 6bbZ<E5At  
    - 参数优化介绍 =j|v0& AGC  
     其他测量系统示例： (>rS _#^  
    - 迈克尔逊干涉仪     }\`(m\2xo  
     
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