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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 ~p 1y+  
    G dooy~cn  
    应用示例简述 @rdC/=Y[  
     9(I4x]`  
    1. 系统说明 FPMW"~v  
     C/$IF M<  
    光源 %$}iM<  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) C^~iz in  
     元件 ]Lh\[@#1f  
    — 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 &, )tD62s  
     探测器 D *tBbV  
    — 干涉条纹 c*W$wr  
     建模/设计 qjFgy)qV  
    — 光线追迹：初始系统概览 z(=:J_N  
    — 几何场追迹加(GFT+)： G@(7d1){  
     计算干涉条纹。 0'<S7?~|  
     分析对齐误差的影响。 {F4:  
     S&0x:VW  
    2. 系统说明 +(<f(]bG  
     BKTsc/v2>:  
    参考光路 ^q6~xC,/  
    r5"/EMieh  
    3. 建模/设计结果 g$tW9 Q  
    Il642#Gh  
    v$cD!`+k  
    4. 总结 'K!kJ9oqe  
     8?$2;uGL  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Gg+>_b{S5T  
     ~,:f,FkSQ  
    1. 仿真 :8ZxOwwv  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 :s5g6TR  
    2. 计算 Z*)<E)  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 x<l1s  
    3. 研究 \z{Y(dS  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 x0d+cSw  
    f.= E.%  
    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。 4|(?Wt)5  
     x\%eg w  
    应用示例详细内容 =bDG|:+  
    系统参数 0b4O J[  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 1gE`_%?K  
     L`#+ZLo  
     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。 X_qXH5^%  
    sa`Yan  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 s :ruCS  
     (TE2t7ab|M  
    2. 说明：光源  UyQn onS  
     lm|`Lh-  
    _(hwU>.  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 82X.  
     因此，相干长度大于1m +@Y[i."^J  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 (Y>MsqwWfC  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ^6+x0[13  
    4(R2V]  
    x3Ud0[(  
     wGvgMZ]?'  
    3. 说明：光源 F MVmH!E  
    a5-\=0L~  
    ]c)SVn$6  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :m d3@r']  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Xo`1#6xsE  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ca =e_sg  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     OL rD4 e  
    4. 说明：光学元件 +2SX4Kxu  
    >-P0wowL  
    q}5A^QX  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 F(<8:`N;G  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 +!v RU`  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 0R& U18)y  
     透镜材料为N-BK7。 Bt,Xe~$z-  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 O[ !o1.  
     `xUPML-  
    K_QCYS.  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 |Z ,G  
     6<Z: Xw  
    WM"^#=+$  
     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)。 5F"?]'*/  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 O@iW?9C+  
    tWn m{mF  
    6. 分光器的设置 W[Bu&?h$  
    oui!fTy  
    u7?juI#Cl  
    !9, pX  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 >|)0Amt  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 %z~U@Mka  
     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 ozC!q)j  
    Db(_T8sU  
    7. 合束器的设置 |l xy< C4V  
    +ZKhmb!  
    "!tw ,Gp  
    9Yyg}l:  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 zU~..;C  
     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//T}-Uub  
    .gGvyscdH;  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 (0W}e(D8  
    _wNPA1q0J  
    JtpY][}"~3  
     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)。 7 Zt\G-QV  
    应用示例详细内容 Z=@)  
    仿真&结果 hFMst%:y$  
    7[g;|(G0  
    1. 结果：利用光线追迹分析 .dT;T%3fO  
    S2E HmE&  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ^Pd3 7&B4V  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Cc)P5\j h  
     p &>A5  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 pYl{:uIPN8  
     YX`=M  
    \bm6/fhA:  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 PgLS\_B  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 j yRSEk$  
     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。
    ~9r!m5ws  
    cEc,eq|  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 :z.Y$]F@  
    +RV-VrV  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 {Y91vXTz7  
     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°。 JhCkkw  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 lhoq3A  
    tx5T^K7[  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ;{f??G  
    rA1r#ksQ  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 $[iT~B$  
     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。 ny(GTKoUz  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 g'ZMV6b?K  
    @f{_=~+  
    Hp}  
    5. 总结 7B]:3M6d  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 E0 eQ9BXh  
    ouVjZF@kS  
    4. 仿真 #RM3^]h  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 rS )b1nPA  
    zk 5=Opmvh  
    5. 计算 +K%pxuVh  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 nS+FX& _  
    'B (eMnLg  
    6. 研究 /.)[9bQ<  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 .S!>9X,  
    Pc)VK>.fc  
    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。 8b:clvh  
    >u5g?yzw  
    扩展阅读 *)bd1B#  
    :%#r.p"6x  
    1. 扩展阅读 AL]h|)6QpC  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 )!k_Gb`#X  
    a1G9wC:e  
     开始视频 nFe` <Al$N  
    - 光路图介绍 h zZ-$IX X  
    - 参数运行介绍 ~J1;tZS  
    - 参数优化介绍 cRh\USS  
     其他测量系统示例： 8jggc#.  
    - 迈克尔逊干涉仪     H+VO.s.a  
     
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