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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 Z @ef2y;  
    #g0N/  
    应用示例简述 (@qS  
     *'aouS/?<6  
    1. 系统说明 !$>b}w'  
     :]CL}n$*  
    光源 |v5 ge3-  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) %<[{zd1C-  
     元件 `~"'\Hw  
    — 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 [{Q$$aV1  
     探测器 0a#v}w^ *  
    — 干涉条纹 (E&M[hH+  
     建模/设计 S]~5iO_bst  
    — 光线追迹：初始系统概览 .:B>xg~2  
    — 几何场追迹加(GFT+)： DHx&%]r;D  
     计算干涉条纹。 P8|ANe1 v  
     分析对齐误差的影响。 V2M4g  
     m%>}T 75C^  
    2. 系统说明 O8_! !Qd  
     qSG0TWD!pq  
    参考光路 }4H}*P>+  
    3S2Alx!6  
    3. 建模/设计结果 *" C9F/R  
    -)3+/4Q(  
    A'b$X1h  
    4. 总结 '5[(QM5Gi&  
     )b>misb/  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,|>>z#Rr(n  
     SK^(7Ws~0  
    1. 仿真 W*#5Sk  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ip=QtNW3\  
    2. 计算 XMT@<'fI  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ^Jq('@  
    3. 研究 @xa$two  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 b=pk;'-  
    R){O]<+  
    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。 ;in-)`UC!  
     2nCc(F&+?  
    应用示例详细内容 u a_w5o7  
    系统参数 ~>lqEa  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 /IJy'@B  
     ;v2eAe@7  
     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。 CI$z+ zN  
    yt="kZ  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 vt *  
     K%mR=u#%&  
    2. 说明：光源 qGEp 6b H  
     ty rP[y  
    7Re\*[)T  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 nqUnDnP2c  
     因此，相干长度大于1m $qdynKK  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 0H^*VUyW/  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 `67i1w`  
    Q~svtN  
    udA@9a^;  
     |m"Gr)Gm  
    3. 说明：光源 r hucBm  
    E?P>s T3B  
    RJerx:]  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 g)r{LxT#+  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 xsJXf @  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 sCrP+K0D  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     (PGw{_  
    4. 说明：光学元件 Rk#'^ }  
    O_4B> )zd  
    43M.Hj]  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 7g+T  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ~S;-sxoO0l  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ; YQB  
     透镜材料为N-BK7。 /(hTk&  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 3x+=7Mg9  
     7_l Wr  
    K|-m6!C!7  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ]3f[v:JQ  
     v G\J8s  
    5 D^#6h 4  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 @_-,Q5  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 rM A%By^L-  
    *!&?Xy%\"j  
    6. 分光器的设置 o^UOkxs.  
    J@_^]  
    vn$=be8l4  
    }s<;YC  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ^GY^g-R  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Y!_c/!Tx  
     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 hB.8\-}QMq  
    pY )x&uM!  
    7. 合束器的设置 md'wre3  
    n~|?)EL  
    <iU@ M31  
    ut560,h~  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 S!=R\_{u$  
     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。 {fHor  
    Er j{_i?R?  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 r.zgLZ}3&V  
    jF}kV%E  
    GEf=A.WAfw  
     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)。 !JrKTB%  
    应用示例详细内容 cRrJZ9  
    仿真&结果 Q}lCQK/g  
    f7Nmvla[q  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ;iKtv+"  
    ^#Q-?O  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 B47I?~{  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    A~a 3bCX+"  
    P* 0kz@  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 O]=jI  
    CV"}(1T  
    z!bT^_Cc0  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 -sJD:G,%  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 {X(nn.GpC  
     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。
    9Q s5e  
    1[Yl8W%pj  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 vMou`[\WlJ  
    t}h(j|  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 JnK<:]LcK  
     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°。 Q?>r:vMi  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ~210O5^  
    @hg[v`~  
    4. 对准误差的影响：元件平移 L QV@]z&  
    h0 92S|iY  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ]ASw%Lw)  
     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。 K a(B&.  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ZXYyG`3+  
    CS~onf<xz  
    gF)-Ci  
    5. 总结 Kj @<$ChZw  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \^dse  
    ~%>i lWaHB  
    4. 仿真 _%2ukuJ `  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 `0]N#G T  
    ]`x+wWe  
    5. 计算 7:vl -ZW  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .cs x"JC  
    "]]LQb$  
    6. 研究 p )JR5z  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #btf|\D  
    p!:oT1U  
    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。 _dk[k@5W{'  
    *Ts$Hj[  
    扩展阅读 m"Mj3Z:  
    Y3[KS;_fr9  
    1. 扩展阅读 UwS7B~  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 = >TU  
    Bcv{Y\x;ko  
     开始视频 '1 2*'Q+{+  
    - 光路图介绍 Het"x  
    - 参数运行介绍 >fP;H}S6  
    - 参数优化介绍 +fboTsp% H  
     其他测量系统示例： |-S!)iG1V  
    - 迈克尔逊干涉仪     s;oe Qa}TB  
     
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