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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 >/;\{IG Wn  
    G]E$U]=9r:  
    应用示例简述 Bwjd/id q  
     au9r)]p-  
    1. 系统说明 yT`[9u,  
     %eT4Q~}5"  
    光源 nL5Gr:SLo  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) "h_]it};C  
     元件 )MZ]c)JD^  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 EJjTf:  
     探测器 "Ol;0>$  
    — 干涉条纹 V]L$`7G  
     建模/设计 Fx4C]S  
    — 光线追迹：初始系统概览 N[^%|  
    — 几何场追迹加(GFT+)： T?!^-PD9*  
     计算干涉条纹。 9-o{[  
     分析对齐误差的影响。 kuu9'Sqc'b  
     3:<+9X  
    2. 系统说明 v\rOs+.s  
     =x> z|1  
    参考光路 Odxq]HlbO  
    x,E#+ m  
    3. 建模/设计结果 jz't!wj  
    W=5+k0Q  
    &FHE(7}/#  
    4. 总结 M$1+,[^f  
     {*~aVw {k  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算  4D"IAI  
     _t6siB_u  
    1. 仿真 8V_ ]}W  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ZB:Fjq  
    2. 计算 -kZz,pNQ,  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ABNsi$]r0  
    3. 研究 [T"oqO4%]  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Xx:0Nt]  
    `=uCp^ +v  
    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。 z~4L=tA(  
     %83PbH  
    应用示例详细内容 [4 g5 {eX  
    系统参数 aBr%"&Z.MG  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 JnhHV(H  
     q\O'r[&V  
     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。 $ 8_t.~q  
    KZ ?<&x  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^%M!!wlUH  
     h?.6e9Y4  
    2. 说明：光源 Z{chAg\  
     00U8<~u  
    qz E/n   
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Mki(,Y|1~  
     因此，相干长度大于1m ?8-e@/E#x  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 +hY/4Tx<  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ;&W N%L*  
    JQ+4 SomK  
    zN].W\("\  
     tFwQ /  
    3. 说明：光源 ex'd^y  
    @MtF^y  
    L]9!-E  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 5Ag]1k{  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 H4k`wWOk  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 uP|AP  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     5zpk6FR$  
    4. 说明：光学元件 q*DR~Ov  
    wa<@bub  
    -5p=gO  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 U~Ni2|}\C9  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 [+{ ot   
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 bT[Q:#GL  
     透镜材料为N-BK7。 J9/9k  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 +/\.%S/  
     'QeqWn  
    IZJV6clM  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 3(^9K2.s}  
     feNr!/  
    QV{Nq=%]  
     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)。 b44H2A .  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 Rr%]/%  
    kG?tgO?*  
    6. 分光器的设置 *}ay  
    cB.v&BSW  
    #A:I|Q1$g  
    8Y5* 1E*  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 b\=0[kBQw  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Ug_zyfr  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 T:; e73  
    htM5Nm[g  
    7. 合束器的设置 5? c4aAn  
    U%gP2]t%cs  
    px4Z  
    WNm,r>6m  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 2Q9s?C   
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 EHzU`('?[  
    9!bD|-6y  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 M/UJb1<  
    c0Q`S"o+  
    ocdXzk`  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 U?#6I-  
    应用示例详细内容 *ZN"+ wf\  
    仿真&结果 N1LR _vS"  
    7acAU{Rr  
    1. 结果：利用光线追迹分析 lJ7k4ua\  
    OE4 2{?)  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 +"' h?7'C  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    >IoOCQQ*  
    '?3Hy|}  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 /&kZ)XOi  
    ).v;~yE   
    xFg=Tyq:  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 9oc[}k-M  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Bct>EWQ  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
     U,Z(h  
    yD(/y"P,9  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ?:U6MjlQ"{  
    _BR>- :Jr  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 WqYl=%x"{V  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 2a? d:21 B  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 "G`)x+<~Z8  
    nHZ 4):`  
    4. 对准误差的影响：元件平移 F+hsIsQ  
    6 _73  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 E(u[?  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 nH[@EL  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 "B+M5B0Z  
    QF%@MK0zC  
    i~K~Czmok+  
    5. 总结 .' X$SF`  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g{<3*,  
    |W#^L`!G  
    4. 仿真 oxGOn('  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ma{|+\Q.Z  
    pdtK3Pf  
    5. 计算 WBC'~h<@  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 B623B HwS  
    w7dG=a&  
    6. 研究 DbOWnXV"o  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,j5fzA  
    :=~([oSNW"  
    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。 ?+5K2Zk  
    u!g<y  
    扩展阅读 J+z0,N[  
    8dL(cC  
    1. 扩展阅读 H 5sj% v  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 { 0Leua  
    gVZ~OcB!W  
     开始视频 )0UQy#r  
    - 光路图介绍 $9hOWti  
    - 参数运行介绍 Rjh/M`|  
    - 参数优化介绍  Rl 6E  
     其他测量系统示例：  Gc SX5c  
    - 迈克尔逊干涉仪     rJ<v1Yb  
     
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