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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 l,k.Jo5  
    Blox~=cW  
    应用示例简述 ~(-df>  
     +ZJ1> n  
    1. 系统说明 9zNMv-  
     YfUo=ku  
    光源 ``,q[|  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 1#lH5|XQ  
     元件 {O_`eS  
    — 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 A(1WQUu j  
     探测器 +EvY-mwfQ  
    — 干涉条纹 303x|y  
     建模/设计 B42qiV2/k  
    — 光线追迹：初始系统概览 &9 khIJI n  
    — 几何场追迹加(GFT+)：  'EO"0,  
     计算干涉条纹。 o<L=l Q  
     分析对齐误差的影响。 h/NI5   
     ZJ%iiY  
    2. 系统说明 IQyw>_~]  
     ;0nL1R]w(  
    参考光路 o(@^V!}V  
    +<^c2diX  
    3. 建模/设计结果 +-PFISa<r  
    4<S=KFT_  
    ,H@ x.  
    4. 总结 }UWi[UgA  
     Tilw.z  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;tWi4iT+.  
     Gf<%bQE  
    1. 仿真 cdv0:+[P  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 t/c)[l hV  
    2. 计算 )dF`L  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 *|S{%z9>  
    3. 研究 -"x25~k!?F  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移  Wo,fHY  
    <]u]rZc$  
    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。 B18?)LA  
     Df}3^J~JX  
    应用示例详细内容 WjF#YW\  
    系统参数 tREC)+*\  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 r~;TId} #  
     9@8)ZHf  
     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。 ?dQ#%06mn  
    PHg(O:3WG  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 wyUfmk_}  
     ~?:Xi_3Lo  
    2. 说明：光源 BF(Kaf;<t.  
     ;s w3MRJ  
    f= 33+8I  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 #QKgY7  
     因此，相干长度大于1m %VGQ{:  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 0r%,|FaS  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ]MRQcqbpqL  
    %s#`Z [8,  
    >5bd !b,  
     y9-}LET3j  
    3. 说明：光源 ~.<}/GP]_  
    OIrr'uNH  
     2D"\Ox  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 cQ`+ A|q  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 XO"BEj<x  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Qh,Dcg2ZM"  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     G/?j$T  
    4. 说明：光学元件 j(`V& S  
    I#GsEhi  
    d>jRw  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 V>B*_J,z.  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 'sN (=CQ  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 -LMO f?  
     透镜材料为N-BK7。 k+As#7V  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 H^0`YQJ3  
     Tsl0$(2W  
    "jAEZ  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 mx")cGGQ  
     KI8Q =*  
    6l?\iE  
     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)。 \&1Di\eL  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 7Hp~:i30  
    ${w\^6&  
    6. 分光器的设置 e(;nhU3a*,  
    7|$ H}$  
    ~riV9_-  
    bx%P-r31  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 7Jvb6V<R  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 pk2}]jx"  
     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 +}@6V4BRn  
    ,L,?xvWG  
    7. 合束器的设置 2Uq4PCx!  
    *q+z5G;O  
    K)8N8Js(  
    F` gQ[  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 oB]   
     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。 *WX,bN6Ot  
    B:QAG  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 H:&|q+K=#  
    *Zi:^<hv  
    7s-ZRb[)1  
     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)。 4?F7%^vr  
    应用示例详细内容 F3V_rE<  
    仿真&结果 =#ls<Zo:  
    4'ymPPY  
    1. 结果：利用光线追迹分析 iPoDesp  
    jM  DG  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ,6FmU$ Kn  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    8I*WVa$l  
    ??.9`3CYo  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 C!r9+z)<  
    sVJwe\!  
    WQT;k0;T]  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 FD*w4U5  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 "vnWq=E 2  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    }n91aE3v  
    D/=  AU  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 *K1GX  
    1Ev#[FOc  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 T2V# fYCc  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 09 >lx$  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 -8r9DS -/W  
    EO[UezuU  
    4. 对准误差的影响：元件平移 p|b&hgA  
    M&5;Qeoiv  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 7JI&tlR4\c  
     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。 ;\5^yDv[e  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Ni4*V3VB  
    (}C%g{8  
    LVj62&,-  
    5. 总结 jS,zdJs=  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .g6DKjy>  
    kTLA["<m  
    4. 仿真 0 G.y_<=  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 _4VS.~}/R  
    ^YLpZoo  
    5. 计算 "T_OLegdK  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 u*NU MT2  
    5Se S^kJC  
    6. 研究 !Y3 *\  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 oqOXRUy  
    3g#fX{e_5!  
    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。 3)J0f+M>dv  
    ;|e6Qc9  
    扩展阅读  p|D-ez8  
    A S#D9o  
    1. 扩展阅读 @fH?y Z=>  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 NI^[7.2  
    DNy1} 3wg  
     开始视频 {|jG_  
    - 光路图介绍 m j{ /'  
    - 参数运行介绍 D* oJz3[  
    - 参数优化介绍 :  Jh  
     其他测量系统示例： !:[kS1s>M  
    - 迈克尔逊干涉仪     I&e ,R  
     
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