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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-04-12
    测量系统 tAO,s ZW  
    =VFi}C/  
    应用示例简述 %wWJVq}jx  
     ,c<&)6FU]  
    1. 系统说明 d(9ZopJrQ  
     3oc p4x`[  
    光源 AI0YK"c?  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ]-h;gN  
     元件 }W^%5o87{  
    — 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 ],#Xa.r  
     探测器 u0 myB/`  
    — 干涉条纹 A[:0?Ez=  
     建模/设计 'c7C*6;a  
    — 光线追迹：初始系统概览 ICA p  
    — 几何场追迹加(GFT+)： :}'5'oVG  
     计算干涉条纹。 p5`iq~e9  
     分析对齐误差的影响。 LH/lnrN  
     ovm109fTx  
    2. 系统说明 0M=A,`qk  
     D1hy:KkAv]  
    参考光路 D$@5$./  
    .aS`l~6  
    3. 建模/设计结果 ;Z^\$v9?  
    )` ~"o*M  
    czNi)4x  
    4. 总结 U )kl !  
     LCBP9Rftvd  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6S K;1Bp-{  
     U'~M(9uv:  
    1. 仿真 {txW>rZX  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 y7pwYRY  
    2. 计算 @^P<(%p  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 7PTw'+{  
    3. 研究 \Lu aI  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 B xAyjA6  
    tofX.oi+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。 |wbXu:  
     uuHg=8(  
    应用示例详细内容 &/dYJv$[9  
    系统参数 U{1%ldOJ%  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 mIW8K ):  
     |"]#jx*8KC  
     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。 (\8IgQ{  
    n_~u!Ky_P  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 mVXwU](N  
     3Z0ez?p+5  
    2. 说明：光源 ,9,cN-/a  
     S\76`Ot  
    _uXb 9  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 d1jg3{pwA  
     因此，相干长度大于1m 8*zORz  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ?)NgODU  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ]S0=&x@,  
    {Jbouj?V!  
    @LSfP  
     "+XF'ZO  
    3. 说明：光源 _tlr8vL  
    SI`ems{1>c  
    +MR]h [  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 `. i #3P  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 J]W? V vv  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 [_T6  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     8u%rh[g'  
    4. 说明：光学元件 8Y"R@'~  
    .R^R32ln  
    `}:pUf  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 D`'h8:\  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 0g8ykGyx  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 4V<.:.k  
     透镜材料为N-BK7。 Tuz~T _M  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 k1'd';gQ  
     a#D \8;  
    fQU5'wGp  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 t5CJG'!ql  
     =Q,D3F -+f  
    ffW-R)U|3  
     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)。 V= g u'~  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 $~e55X'!+  
    63`5A3rii  
    6. 分光器的设置 g-pEt#  
    }wB!Bx2  
    {3T&6LA  
    }0[<xo>K  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 3qQ}U}-;|  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 lFp:F5  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ZU$QwI8  
    w1EB>!<;tj  
    7. 合束器的设置 e%km}mA  
    lSfPOx;*  
    V~_6t{L  
    CZ!gu Y=  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 .unlr_eA  
     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。 +TW,!.NBG  
    c8N pk<  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 :IO"' b  
    ]n! oa  
    )gx*;z@  
     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)。 SB|Cr:wM  
    应用示例详细内容 ta@fNS4  
    仿真&结果 HXN. ,[  
    33ZHrZ  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ;Kh[6{W  
    g)ofAG2  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 @X2zIFm  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    -k  }LW4  
    l1.eAs5U  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 _}gfec4o  
    .NJ Ne  
    dUBf.2 ry  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 {`Z= LLL  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 l*Q OM  
     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。
    _&N:%;9uD  
    _} j6Pw'  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 </B:Zjn  
    5s%FHa  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ac,<+y7A  
     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°。 r3Kx  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 rM4Ri}bS  
    xouBBb=  
    4. 对准误差的影响：元件平移 /eBcPu"[Vb  
    5Z(q|nn7P  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 _7R6%^  
     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。 y#P _ }Kfo  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 p m<K6I  
    <vzU}JA\  
    7CCSG{k  
    5. 总结 Q>xp 90&.n  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 BwYR"  
    MH]?:]K9V  
    4. 仿真 5>:p'zI  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 UZL-mF:)&  
    c],Zw  
    5. 计算 V0bKtg1f?-  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2h) *  
    bWZ oGFT  
    6. 研究 fG<[zt\e  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 KhPDXY]!  
    `uc`vkVZ  
    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。 =T$2Qo8  
    BPy pA $  
    扩展阅读 qvs[Gkaa@  
    T2to!*T  
    1. 扩展阅读 (9)uZ-BF,  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ^fU,9  
    o{7w&Pgs2  
     开始视频 h  m(  
    - 光路图介绍 m xy=3cUi  
    - 参数运行介绍 "77l~3  
    - 参数优化介绍 zB"y^g  
     其他测量系统示例： m.U&O=]5  
    - 迈克尔逊干涉仪     >BjZ{7?Ok  
     
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