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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 vbDSNm#Yv  
    {iyO96YI[^  
    应用示例简述 _* xjG \!  
     $qoh0$  
    1. 系统说明 VUo7Evc:.P  
     [ _jd  
    光源 #~ :j< =o  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) MQ9Nn|4  
     元件 `*A!vO8  
    — 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 +x7b9sHJ  
     探测器 -FAAP&LG  
    — 干涉条纹 @Gh?|d7bD  
     建模/设计 O3?3XB> <  
    — 光线追迹：初始系统概览 Zd~l_V f  
    — 几何场追迹加(GFT+)： /``4!jU  
     计算干涉条纹。 ^x! N]  
     分析对齐误差的影响。 [a\U8 w  
     rNdeD~\  
    2. 系统说明 5$v,%~$Xds  
     jLANv{"  
    参考光路 /~,|zz  
    =~OH.=9\  
    3. 建模/设计结果 D[m+= -  
    'Xl_,; W]  
    aR iD}P*V  
    4. 总结 M@G <I]\  
      h :[8$]  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %s+H& vfQs  
     igoXMsifT+  
    1. 仿真 ;"*\R5 a  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 7X Z5CX&  
    2. 计算 ,qx;kJJ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0@FZQ$-  
    3. 研究 v<*ga7'S  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 l5> H\  
    dG6 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。 xq?9w$  
     IfGmA.O  
    应用示例详细内容 h  0EpW5  
    系统参数 uxGY/Zf  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 m&GxL T6  
     QY]^^f  
     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。 /rKdxsI*  
    To x{Sk3L  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^ -s'Ad3  
     [k"@n+%  
    2. 说明：光源 8Z=d+}Gg<  
     $6W o$c%  
    E]^wsS>=  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 g4NxNjM;  
     因此，相干长度大于1m oKl^Ttr  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 xQ4'$rL1d  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 &f}a`/{@  
    O!0YlIvWv  
    X[Lwx.Ly8  
     Q(P'4XCm  
    3. 说明：光源 `Qf$]Eoft  
    uXs.7+f  
    }y<p_dZI  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 dQ4VpR9|;  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 F %OA  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 J&64tQl*  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     >s@*S9cj:  
    4. 说明：光学元件 .hYrE5\-  
    byj}36LN62  
    <A"T_Rk  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ~$#"'Tl4J  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 =B}a +0u!  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ;Up'+[Vj'C  
     透镜材料为N-BK7。 ZI'MfkEZ*  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 RUJkfi=$  
     Dc,h( 2  
    gW{<:6}!*  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 5r=xhOe`  
     XIM!]  
    % D]vKv~<  
     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)。 2$>"4 N  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 `>M-J-J  
    %SKp<>;9  
    6. 分光器的设置 g7($lt>  
    ` u#'  
    P8tpbdZE-  
    _:hrm%^  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 sFqLxSo_I  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 9(;5!q,Gsg  
     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 Vej [wY-c  
    "O{_LOJ  
    7. 合束器的设置 [>5<&[A  
    !.(Kpcrg  
    {H]xA3[]  
    r-M:YB  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 8@Zg@>,  
     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。 k A`Z#yu  
    fE1B1j<  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 hlY]s &0  
    #fq%903=  
    >s 4"2X  
     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)。 l^.d 3b  
    应用示例详细内容 ?LJDBN  
    仿真&结果 %4F Q~  
    ET]PF,`  
    1. 结果：利用光线追迹分析 =o N(1k^  
    tDWW 4H  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 &`#k 1t'  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    I r8,=  
    (0L7Ivg<  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 RrFq"  
    D?+\"lI  
    N?xZ]?T  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *&WkorByW  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。  ]/l"  
     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。
    PUt\^ke  
    )?5027^  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ~UrKyA  
    1u?h4w C  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ;kSRv=S  
     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°。 Wo&WO e  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 G.2\Sw  
    } tq  
    4. 对准误差的影响：元件平移 y^PQgzm]  
    h |Ofi  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 12 8aJ  
     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。 b3/@$x<  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 $w,?%i97  
    -^1}J  
    cyM9[X4rC  
    5. 总结 W''%{A/'  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 5yOIwzr&Uu  
    }BF!!*  
    4. 仿真 wM$N#K@  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 1M1|Wp  
    I5nxY)v  
    5. 计算 _&(\>{pm  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  ?cG~M|@  
    NCW<~   
    6. 研究 Q6Ay$*y=D  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 s9[?{}gd  
    cTC -cgp  
    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。 oo+i3af&7  
    BiFU3FlTf  
    扩展阅读 KT5amct  
    {gL8s  
    1. 扩展阅读 4*AkUkP:T  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 2 m"2>gX  
    FUt{-H!<  
     开始视频 y?6J%~\WP  
    - 光路图介绍 .Us)YVbk  
    - 参数运行介绍 `w&A;fR! H  
    - 参数优化介绍 ;;4>vF#*  
     其他测量系统示例： 2X X-  
    - 迈克尔逊干涉仪     k.."_ 4  
     
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