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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 od@!WjcM[8  
    <}mA>c'k  
    应用示例简述 )MV `'i  
     ?(khoL t  
    1. 系统说明 'mv|6Y  
     Q=<&ew  
    光源 <,*w$  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) NUBzc'qb  
     元件 F&k<P>k  
    — 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 i*xVD`x~  
     探测器 17:7w  
    — 干涉条纹 ee<'j~{A  
     建模/设计 |+-b#Sa9  
    — 光线追迹：初始系统概览 t|&hXh{  
    — 几何场追迹加(GFT+)： E)'T;%  
     计算干涉条纹。 .F/l$4CQ  
     分析对齐误差的影响。 )):D&wlq  
     rXrIGgeM  
    2. 系统说明 ) [)1  
     D.F1^9Q  
    参考光路 j<?k$ 8H  
    :p1_ij]ND  
    3. 建模/设计结果 f'j<v  
    HS.eK#:N  
    9)F$){G]vs  
    4. 总结 ,]@Sytky  
     1<]?@[l<  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >'3nsR  
     47 &p*=  
    1. 仿真 meD83,L~N  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Z'wGZ(  
    2. 计算 \O>;,(>i  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ?+]   
    3. 研究 %u?A>$Jn  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 CT.hBz -S  
    SR4 mbQ:  
    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。 P!R`b9_U  
     /p|L.&`U  
    应用示例详细内容 @Y%i`}T%(  
    系统参数 _k)EqPYu@  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 :dlG:=.W  
     C7l4X8\w  
     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。 oJc v D  
    g s%[Cv  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 U@".XIDQ  
     ~. 5[  
    2. 说明：光源 5n=~l[O  
     SQdK`]4  
    /p{$HkVw  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 qwuA[QkPi  
     因此，相干长度大于1m ZjgfkZAS  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 |x ir93|  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 AHplvksb  
    a/~1CrYr  
    \uOR1z  
     %G, d&%f  
    3. 说明：光源 P.Qz>c^-C  
    9'O@8KB_  
    DPWnvd  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Q/l388'  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ?2S<D5M Sb  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 6 Znt   
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     xQs._YY  
    4. 说明：光学元件 WQNFHRfO*n  
    zE=^}K+  
    XAUHF-"WE  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :w9s bW  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 YZc{\~d  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 $btk48a7  
     透镜材料为N-BK7。 )Q~K\bJf  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 R@[1a+}5  
     pE]s>T a  
    A{wSO./3  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 5"7lWX  
     'q{d? K  
    1v9 #Fr Y  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 i=`@)E  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 03 I*@jj  
    !?GW<Rh  
    6. 分光器的设置 g-2(W   
    {xQ(xy  
    _vOSOnU  
    ~ ll+/w\4  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 RA:3ZV  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 3\?yjL^  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ]]V| ]}<)m  
    F t;[>o  
    7. 合束器的设置 ds'7zxy/  
    (x8D ]a  
    =\x(Rs3  
    j.g9O]pi  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Ehg(xK  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ka| 8 _C^z  
    X/<Q3AK  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @HP7$U"  
    uVLKR PY  
    2PEA<{u  
     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)。 .Za)S5U  
    应用示例详细内容 t|cTl/i 4  
    仿真&结果 Jrw R:_+|  
    =o,6iJ^?$m  
    1. 结果：利用光线追迹分析 9>[ *y8[:0  
    Tf.DFfV#y  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 R}0!F 2  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    52z{   
    ~|=goHmm[  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 PG'+vl  
    dW"=/UW  
    zr1A4%S"  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 )\fLS d  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ;Km74!.e7  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    7G &I]>  
    U<.,"`=l  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 rI;tMNs  
    y[I)hSD=  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 hd_<J]C  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 oC1Nfc+  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 U9:I"f,  
    #'oGtFCd`  
    4. 对准误差的影响：元件平移 #@K %Mx  
    GGkU$qp2~  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 &bT \4  
     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。 yDe#,|-p  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 z3Q#Wmv2  
    K}9c$C4  
    NaYr$`  
    5. 总结 I2<5#|CXpZ  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,p[9EW*8  
    Ig"Qw vR  
    4. 仿真 +:#UU;W  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Zp <^|=D  
    8;1,saA_9  
    5. 计算 `w#p8vR  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \ 3HB  
    y#)ad\  
    6. 研究 [}Pi $at  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 !ui:0_  
    HMPb%'U~  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 @w5x;uB|%G  
    VJ()sbl{k  
    扩展阅读 >`=<(8bu  
    1CpIK$/  
    1. 扩展阅读 ~Rk ~Zn  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ="__*J#nze  
    "6 \_/l  
     开始视频 Eu1t*>ZL  
    - 光路图介绍 GLE"[!s]f  
    - 参数运行介绍 ,RIC _26  
    - 参数优化介绍 QeNN*@ ='i  
     其他测量系统示例： V"DilV$v  
    - 迈克尔逊干涉仪     4g^Xe-  
     
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