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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 8/dx)*JCq  
    5u-jjUO  
    应用示例简述 &z(E-w/S  
     Vyqj)1Z8>  
    1. 系统说明 Qs5^kddz=  
     69$[yt>KYz  
    光源 %Z=%E!*  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) e1 j3X\ \  
     元件 9c@."O`  
    — 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 Bqd'2HQd  
     探测器 5dE@ePO[/9  
    — 干涉条纹 Xo:!U=m/#  
     建模/设计 !w8t`Z['  
    — 光线追迹：初始系统概览  ]%L?b-e  
    — 几何场追迹加(GFT+)： M3U*'A\  
     计算干涉条纹。 ~S,R`wo  
     分析对齐误差的影响。 |aovZ/b4  
     :q0TS>l  
    2. 系统说明 z"n7du}v  
     Pn*+g!`  
    参考光路 :mwJJIjUW  
    dyz)22{\!`  
    3. 建模/设计结果 zMf .  
    M;\iL?,  
    5HZt5="+  
    4. 总结 $-}a<UFE;  
     ST#MCh-00  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [%alnY  
     ,X05&'@Z  
    1. 仿真 U$fh ~w<[  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。  Ip0~  
    2. 计算 T5g}z5~"  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +EZ Lic  
    3. 研究 G' 5p/:  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 wMB. p2  
    b V5{  
    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。 y\Z$8'E5W  
     _qq> 43  
    应用示例详细内容 kf8-#Q/B  
    系统参数 Nm.H  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 0Y_?r$M  
     .K=r.tf~  
     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。 Vy:I[@6@+  
    ' DZYN {}  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 BB?vc( d  
     (}W+W\.  
    2. 说明：光源 E,S[3+  
     i: 6`Rmz1.  
    F3XB};  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 "%o,P/<X  
     因此，相干长度大于1m H\Y5Fd9)  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 7hs1S|  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 lTe7n'y^^  
    }9k/Y/.  
    OT*C7=  
     Ho}"8YEXNV  
    3. 说明：光源 ''{REFjK7  
    |,3>A@  
    kK27hfsw  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 g>m)|o'  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 cjf 8N:4N0  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 M.|cl#  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     RObo4  
    4. 说明：光学元件 *&f^R}O  
    oNyVRH ZH  
    :!SVpCt3  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 s$cr|p;7#  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 }e7os0;s  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 X"4 :#s  
     透镜材料为N-BK7。 >UUcKq1M:  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 'pCZx9 *c  
     RZ(*%b<C  
    ?ztI8 I/  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 PTU_<\  
     qXOWCYqs  
    B6N/nCvHK  
     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)。 qO;.{f  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 tx,_0[hZi  
    -/x= `S*  
    6. 分光器的设置 B3+9G,or  
    ;Av=/hU  
    #ujry. m  
    z%)~s/2Rs  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 eb6Ux  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 #%4XZ3j#j;  
     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 o!]muO*Rm  
    7L%JCH#F  
    7. 合束器的设置 F9ys.Bc  
    HE;}B!>  
    #?OJ9pyG'  
    InO;DA\  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 $?_/`S13  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 7U9*-9  
    k? <.yr1  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 jR1o<]?  
    `fnU p-  
    ;u+k! wn  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ~.Wlv;  
    应用示例详细内容 J!{t/_aw  
    仿真&结果 HT`k-}ho,  
    h23"<  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Bi.,@7|>  
    IP LKOT~  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 r}**^"mFy  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    w#XD4kwQG  
    D6$*#D3U  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 kB)u@`</mV  
    %O69A$Q[m  
    ,QeJ;U  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 :F |ll?  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 `!udU,|N  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    w)rd--9f  
    <2n5|.:>  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^xyU *A}D  
    W\c1QY$E  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 >1}@Q(n/}{  
     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°。 +]3kcm7B  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 r|_@S[hZg  
    0.aIcc  
    4. 对准误差的影响：元件平移 O"M2*qiH  
    e9=UTn{!  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 dwpE(G y6c  
     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。 VMee"'08  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 hCOCX_  
    `<Q[$z  
    EV'i/*v}\  
    5. 总结 @*9c2\"k  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;!+-fn4C  
    e7Sp?>-d  
    4. 仿真 4,P(w+  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 03/mB2|TF(  
    V0<g$,W=  
    5. 计算 :R-_EY$k6  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `0_,>Z  
    8345 H  
    6. 研究 +n%d,Pz  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 'ti~TG  
    bess b>=  
    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。 UhKd o  
    kaT  !   
    扩展阅读 Ox5Es  
    )H>?K0I  
    1. 扩展阅读 :O'QL,  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 4J1_rMfh  
    9Tg k=  
     开始视频 _-T^YeQ/  
    - 光路图介绍 FVxORQI  
    - 参数运行介绍 |ms.  
    - 参数优化介绍 iYf)FPET  
     其他测量系统示例： @__m>8wn  
    - 迈克尔逊干涉仪     kz/"5gX:  
     
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