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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 E'(nJ  
    .c0u##/0  
    应用示例简述 ,&o^}TFkg  
     uwZ,l-6T  
    1. 系统说明 [/VpvQ'  
     1\Pjz Lj  
    光源 o8hE.pf&  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) P B5h5eX  
     元件 UX<-jY#'V  
    — 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 *p#@W-:9E  
     探测器 k)X\z@I'  
    — 干涉条纹 U?5lqq  
     建模/设计 v2p0EOS  
    — 光线追迹：初始系统概览 s8P3H|0.-  
    — 几何场追迹加(GFT+)： hN]l $Ct  
     计算干涉条纹。 hiA\~}sl n  
     分析对齐误差的影响。 }Q]-Y :  
     0( A  ?&  
    2. 系统说明 yG7H>LF?8  
     ">eled)O  
    参考光路 T]zD+/=  
    {x_cgsn  
    3. 建模/设计结果 -qHG*v,  
    d,Oagx  
    .y3E @0a  
    4. 总结 -zqpjxU:  
     ~1twGG_;  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .>.GQUr  
     CmBgay  
    1. 仿真 o|c6=77043  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Gau@RX:O  
    2. 计算 Bmcc SC;o4  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \)wch P_0  
    3. 研究 ju "?b2f  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 oSkQ/5hg.  
    bM:4i1Z  
    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。 -o`K/f}d  
     u~Po5W/i  
    应用示例详细内容 S<cz2FlV  
    系统参数 [)GRP  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 y%61xA`#  
     D M+MBK  
     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。 _5~|z$GW  
    Fw{@RQf8  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 j%-Ems*H  
     pUF JQ*  
    2. 说明：光源 ~O PBZ#  
     3\ Mt+!1{  
    8#Z)qQWi_t  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 KB :JVK^<  
     因此，相干长度大于1m Tj_K5uccU}  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 S#B%[3@  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 9lR6:}L7  
    HR8YPU5  
    a3\~AO H%  
     c$2kR:  
    3. 说明：光源 -Fn/=  
    V4ePYud;^  
    etiUt~W  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %7aJSuQN%  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 f77W{T4  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 $hcv}<$/  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ]GY8f3~|{  
    4. 说明：光学元件 L FJ@4]%V  
    7sOAaWx  
    \ moLQ  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ^\Q,ACkZb  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 0|tyKP|J  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 IE996   
     透镜材料为N-BK7。 y] D\i5Xv  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 X=)L$Kd7  
     a6./;OC  
    bO/r1W  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 m[2[9 bQ0  
     | |pOiR5  
    /4 pYhJ8S  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 uKM` umE  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 I5l%X{u"N  
    4_j_!QH87  
    6. 分光器的设置 :'C?uk ?  
    .*njgAq7  
    .`+~mQ Wn  
    hDW_a y4  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 m)pHCS  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 h~Z &L2V  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ?zutU w/m  
    mkyYs[  
    7. 合束器的设置 f['lY1#V1  
    5Wa)_@qI)`  
    |g^YD;9s.  
    f:~G)  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 K g#Bg##  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 9(S=0<  
    :M{ )&{D  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 27c0wzq  
    t855|  
    cRr3!<EZ  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Ay qs~&{  
    应用示例详细内容 x  zF  
    仿真&结果 e#h&Xa  
    9M9Fif.  
    1. 结果：利用光线追迹分析 2(3Q#3V  
    i_AD3Jrs  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 M$ieM[_T  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    #'%ii,;w Q  
    AU`z.Isf  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 "A~dt5GJ  
    3T]cDVQ_  
    rqN+0CT  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 leNX5 sX  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 M=;csazN  
     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。
    J0R{|]W8  
    .Er+*j;&w  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 FN!?o:|(  
    l }^ziY!  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 s,[ I_IiPf  
     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°。 MDIPoS3BRa  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 j1{`}\e  
    ti9e(Jt!O  
    4. 对准误差的影响：元件平移 &XCd2  
    >E4,zs@7t  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Lc}hjK  
     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。 iExKi1knx  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 wAi7jCY%OY  
    R||$Rfe  
    Wq}6RdY$ZA  
    5. 总结 vD9.X}l]  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 b1IAp>*2l  
    GOA dhh-  
    4. 仿真 ;7qzQ{Km  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 aDX&j2/  
    h~ _i::vg  
    5. 计算 zB+e;x f|  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [|*7"Q(  
    zJ8T.+qJ  
    6. 研究 1:T"jsWw  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 !f AvxR  
    |-/@3gPO  
    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。  jMI30  
    {RI^zNgs[  
    扩展阅读 {*hFG:u  
    ( EJ1g^|"  
    1. 扩展阅读 sXPva@8_  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 lj&\F|-i  
    4pXY7+e2'  
     开始视频 Q/Z>w+zh#  
    - 光路图介绍 b+whZtNk7  
    - 参数运行介绍 .0U[n t6  
    - 参数优化介绍 5X];?(VTsb  
     其他测量系统示例： NkGtZ.!pk  
    - 迈克尔逊干涉仪     Er@xrhH  
     
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