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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 cVubb}ou  
    k,'L}SK  
    应用示例简述 |?rNy=P,  
     >_e]C}QUr  
    1. 系统说明 {)"iiJ  
     /s?r`'j[  
    光源 Ey_" ~OB  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) #1`-*.u  
     元件 *FC=X)_&W  
    — 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 L%BNz3:Dt  
     探测器 k40* e\  
    — 干涉条纹 2r!s*b\Ix  
     建模/设计 <0H"|:W>I]  
    — 光线追迹：初始系统概览 AmaT0tzJC  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 8)O[Aq::  
     计算干涉条纹。 ERpnuMb  
     分析对齐误差的影响。 x97 j  
     $>GgB`  
    2. 系统说明 Y,W uBH  
     >_o}  
    参考光路 XM1WfjE\  
    )=5ng-  
    3. 建模/设计结果 #bMuvaP~  
    JQ,1D`?.a  
    T^w36}a  
    4. 总结 S/^"@?z,vE  
     <<(wa j  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 'XZ) !1N  
     MOsl_^c  
    1. 仿真 BnCbon)  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ])L A42|  
    2. 计算 9A} # 6  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 F">Qpgt  
    3. 研究 "ul {d(K3  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 0(mkeIzJt/  
    Ko;{I?c  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 29!q!g|  
     K@#(*."  
    应用示例详细内容 odPL {XFj  
    系统参数 9:,V5n=  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 V>ieh2G(  
     !OBEM1~ 1  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 Ys@}3\Mc  
    30XR 82P/  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 wW#}:59}  
     )^4\,u\@  
    2. 说明：光源 p$h4u_  
     XLAN Np%E  
    #Yr9AVr}K  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 $4tWI O  
     因此，相干长度大于1m ;\lW5ZX  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 HvM)e.!  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Hz.(qW">5*  
    Z7_m)@%;kk  
    wm)#[x #  
     Ys,{8Y,7  
    3. 说明：光源 !R1.7}O  
    VwOW=4`6  
    ZHGC6a!a  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ix(=3 /Dgz  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 GFel(cx:K  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 O)ME"@r@:  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     LUC4=kk4   
    4. 说明：光学元件 T9]HGB{  
    9T |IvQK8  
    ]@uE #a:[  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ZCB_  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 J.ck~;3  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 GlbySD@  
     透镜材料为N-BK7。 Q\cjPc0y  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 JMH8MH*  
     oo=Qt(#  
    A8pIs  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图  ))&;}2{  
     Hm$=h>rY9[  
    A j2OkD  
     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)。 Xlb0/T<g!  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 xZ4~Oo@@_'  
    ~$p2#AqX  
    6. 分光器的设置 "FTfk  
    M@?xa/E64  
    _T2=J+"-Kp  
    `FsH}UPu b  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 XLL/4)  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 L{(QpgHZ  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ?r?jl;A&  
    tQ H+)*  
    7. 合束器的设置 ^4,a8`  
    (cN}Epi(D  
    Q5FM8Q  
    JaK}|  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 m < 3Ao^I+  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 "g' jPwFG  
    7vABq(  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 |7X:TfJ  
    6S+U&Ce\  
    Db6om7N  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 /Wy.>YC|  
    应用示例详细内容 '1$!jmY  
    仿真&结果 N_pJk2E  
    s 1e:v+B]  
    1. 结果：利用光线追迹分析 %-<'QYYP  
    Clh!gpB c  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Sr%;fq  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    NMww>80  
    7c~u=U"  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 FIbp"~  
    3"G>>nC&  
    de>v  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 (s{RnD  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 6%fKuMpK(  
     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-YM%8A[  
    XK: 9r{r{  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 HO[wTB|D]  
    TEMw8@b  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 *X4PM\ck  
     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°。 VMCLHpSfW  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 k%E2n:|*  
    Fr%d}g  
    4. 对准误差的影响：元件平移 =IUUeFv +r  
    \#rIQOPl?  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 z^GDJddG  
     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。 _z54Ycr4H  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 J]q%gcM  
    Y}[c^$S  
    %~jkB.\* )  
    5. 总结 l2&`J_"  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 SL,p36N  
    h68]=KyK  
    4. 仿真 hAm`NJMSO  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 1y lk4@`  
    ;L,mBQB?0b  
    5. 计算 ixV0|P8,c  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 JR@.R ,rII  
    QjC22lW-  
    6. 研究 <ERB.d!  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 +Y V|ij  
    JMVNmq&0  
    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。 MSV2ip3  
    QMsHC%l3b  
    扩展阅读 l27\diKPJ  
    1]}#)-  
    1. 扩展阅读 TO-nD>  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 %%Qo2^-  
    ;r6jx"i  
     开始视频 rvyr xw%[  
    - 光路图介绍 [|lB5gi4t!  
    - 参数运行介绍 4<x'ocKlD  
    - 参数优化介绍 .-JCwnP  
     其他测量系统示例： m~>Y{F2  
    - 迈克尔逊干涉仪     '*Almv{  
     
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