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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 E9 q;>)}  
    <dPxy`_  
    应用示例简述 ATp  6-  
     bv>lm56  
    1. 系统说明 N4|q2Jvj6  
     eE`1;13;  
    光源 \[I .  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ?$4R <  
     元件 .|`=mx  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 h^$}1[  
     探测器 \OT)KVwO  
    — 干涉条纹 [Fj+p4*N  
     建模/设计 EFt`<qwj  
    — 光线追迹：初始系统概览 Cy:`pYxhd  
    — 几何场追迹加(GFT+)： MYSc*G  
     计算干涉条纹。 ,Ysl$^\  
     分析对齐误差的影响。 ^J~A+CEf"W  
     Ss! 3{VW  
    2. 系统说明 mKQST ]5  
     M2P@ &  
    参考光路 |aAWW d5  
    G,|]a#w&v.  
    3. 建模/设计结果 ^H6d; n  
    <i\zfa'6  
    vcJb\LW  
    4. 总结 BRXb<M^;_  
     OK?3,<x  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 RzJ}CT  
     zo7XmUI3P  
    1. 仿真 Dq%r !)  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^lc}FN  
    2. 计算 A~GtK\=;  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >{qK ]xj  
    3. 研究 $< K)fbG  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 _Z66[T+M  
    kbp( a+5  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 UQ.D!q  
     QJIItx4hE  
    应用示例详细内容 ;.Oh88|k  
    系统参数 Tb0;Mbr  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 q?-3^z%u  
     n &\'Hm  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 +fP/|A8P  
    @Gn?8Ur%  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 1'v!9  
     ZG/8Ds  
    2. 说明：光源 [X">vaa  
     q]i(CaKh  
    <V:<x  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 AXh3LA  
     因此，相干长度大于1m (4 /]dTb  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 zdjM%l);  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 :ONuWNY N  
    Ue g N-n  
    !(]dz~sM  
     ',H$zA?i  
    3. 说明：光源 5h|m4)$  
    Z'}(t,  
    *bxJ)9B  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 -q&7J' N  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 l4mUx`!  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 q1TW?\pjb:  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     :e&n.i^  
    4. 说明：光学元件 iIGI=EwZ  
    O\4+_y  
    @ k+%y'Y?  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 };"+ O  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 <K,% y(]  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 W%>i$:Qq  
     透镜材料为N-BK7。 o4/I1Mq  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 5i4V5N>3  
     hEv=T'*,K)  
    ~3'RW0  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 9QH9gdiw  
     gv#c~cX]  
    pF sCd"zv  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 |k`f/*  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ~&DB!6*  
    XVrm3aj(m  
    6. 分光器的设置 R81{<q'%X  
    SE;Tujwhqi  
    )+n,5W  
    qY$*#*Q  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 hgweNRTh!  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ceb s.sF:  
     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 b W=.K>|  
    X-)RU?  
    7. 合束器的设置 wC(vr.,F  
    &c!j`86y*  
    %NT`C9][  
    OU,PO2xX9  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 n5Nan  
     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。 8_a$kJJ2  
    sK`~Csb iB  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ~K~b`|1  
    eVw\v#gd  
    O{k89{  
     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)。 -?< Ww{  
    应用示例详细内容 w4e%-Ln  
    仿真&结果 t&GA6ML#s  
    0?lp/|K  
    1. 结果：利用光线追迹分析 E`Jp(gK9F  
    r}/yi  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 f^W[; w  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    J [ YtA  
    Gb(C#,xbK  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 r0\cc6  
    1t/dxB;  
    1~}m.ER  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 =X-^YG3x  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 g .64Id  
     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。
    UL86-R!  
    C#MF pT  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 KX?o nsZ  
    3iE-6udCS  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 $ A-+E\vQ@  
     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°。 I jZ]_*^!  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Lw*;tL<,  
    H>60D|v[  
    4. 对准误差的影响：元件平移 @S`$C  
    [Q4_WKI0T  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Jy \2I{I'  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 PX;Vo~6  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 tIq>Oojdx  
    SArfczoB  
    M]}l^ m>L  
    5. 总结 6!P`XTTE  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 H@V 7!d  
    :w@F?:C  
    4. 仿真 (+|X<Bl:`  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 gRBSt M&hU  
     }10\K  
    5. 计算 }$o*  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  l B1#  
    >; aCf#q  
    6. 研究 B?+ .2  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 sU\c#|BSC"  
    :6XguU  
    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。 C\ tprnY  
    AgIazv1  
    扩展阅读 <lUOJV{&\  
    Y[2Wt%2\6  
    1. 扩展阅读 bF*NWm$Lf  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 dXmV@ Noo  
    _w 5RK(  
     开始视频 _@Y"$V]=Vt  
    - 光路图介绍 CJJD@=  
    - 参数运行介绍 p8Iw!HE  
    - 参数优化介绍 mw_ E&v  
     其他测量系统示例： *n8%F9F  
    - 迈克尔逊干涉仪     :M06 ;:e  
     
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