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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 88 *K  
    dIG(7 ~  
    应用示例简述 Oc;0*v[I  
     fMn7E8.  
    1. 系统说明 B1oy,'  
     9qe6hF/29  
    光源 HPAd@5d(  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) k, )7v  
     元件 50oNN+; =R  
    — 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 jZcjiOX  
     探测器 ?]081l7cd  
    — 干涉条纹 *s/sF@8<X  
     建模/设计 Af:4 XSO6  
    — 光线追迹：初始系统概览 &>Q_  
    — 几何场追迹加(GFT+)： }*m:zD@8$  
     计算干涉条纹。 Z<Rz}8s  
     分析对齐误差的影响。 lM C4j  
     2jf-vWV_  
    2. 系统说明 ?w1_.m|8u  
     &3mseU  
    参考光路 :<w3.(Z  
    P.P3/,  
    3. 建模/设计结果 x"~F=jT  
    L=Q- r[  
    ,8g~,tMr+  
    4. 总结 c?Bi  
     qn#\ro1H  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6I(y`pJ  
     wHk4BWg-  
    1. 仿真 lDNB0Ad  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 eP-q[U?$n  
    2. 计算 . zv F!!z  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  &(\z  
    3. 研究 Zgo^M,g  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 SC`.VCfc.  
    mCe,(/>l+  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 LWc}j`Wd  
     b#R3=TQS8  
    应用示例详细内容 S5E mLgnRs  
    系统参数 d:O>--$_tw  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 bp:WN  
     A0yRA+  
     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。 $BG4M?Y  
    U?d1  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 L 4'@f  
     V< 0gD?Kx  
    2. 说明：光源 dC_L~ }=  
     <DiD8")4  
    /yyed{q  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ;RW!l pGjP  
     因此，相干长度大于1m ?7^H1L  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 *@l NL=%R  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 w`,[w,t  
    }8p;w T!  
    too=+'<N</  
     -*k%'Gr  
    3. 说明：光源 (1%u`#5n-N  
    49~5U+x;  
    O82T|0uw  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 TS)p2#  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 afv? z  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 *nluK  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Miqu  
    4. 说明：光学元件 gAC}  
    (tP>z+  
    0tm%Kd  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ^6mlE+WY  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 aG8}R~wH&  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 @$gvV]dA  
     透镜材料为N-BK7。 G6_Kid}"q  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 3/>McZ@OH  
     &4sUi K"  
    `UMv#-Y8  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 (EIdw\  
     c~b[_J)  
    ~ d^+yR-  
     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)。 ]y@9 z b  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 p@/!+$^{  
    a Umcs!@  
    6. 分光器的设置 2I(0EBW  
    w#U3h]>,  
    5Y#yz>B@ ]  
    .6+j&{WNo!  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 bdk"7N  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ]T}G-  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 W`^'hka  
    <33[qt~  
    7. 合束器的设置 cBBc^SR  
    PQ<""_S||  
    X{P_HCd  
    FF6[qSV  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 rXuhd [!(P  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 )t9<cJ=  
    'W3>lAPx!  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 *oL?R2#7  
    di>"\On-  
    ?P ,z^  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 y/h~oGxy  
    应用示例详细内容 b/5?)!I  
    仿真&结果 Ovv~ymj  
    e3"GC_*#  
    1. 结果：利用光线追迹分析 1T!b# x4  
    q|b#=Af]g  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 QUVwO m  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    [0El z@.C  
    M9HM:  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 !fZ\GOx  
    U8-#W(tRR  
    *?Nrx=O*  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 fchsn*R%-  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 EeG7 %S 5(  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    8s-y+M@.  
    E'j>[C:U  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 rE;*MqYt&  
    _?M34&.X  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 NE,2jeZQ.  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 ?>cx; "xF  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 F{0Z  
    Q [kbEhv;  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ,7KP  
    JS <S?j?*/  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 :JH#*5%gQ:  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 K'%2'd  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 f(:+JH<P~  
     QMLz  
    FkY}6  
    5. 总结 y$|%K3  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >lQ@" U  
    r&oR|-2hRk  
    4. 仿真 O B`(,m#  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 c.dk4v%Y5  
    EudX^L5U<d  
    5. 计算 k#uSH eq7f  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (hNTr(z  
    M<^]Ywq*p  
    6. 研究 r+n0M';0  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 pFgpAxl  
    fI"sdzu^  
    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。 O 7RIcU  
    uNCM,J!#~  
    扩展阅读 ">cLPXX  
    3n;>k9{  
    1. 扩展阅读 uzg(C#sp  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 3.+TM]RYN  
    [p3{d\=*?  
     开始视频 m:B9~ lbT+  
    - 光路图介绍 vZ,DJ//U,  
    - 参数运行介绍 7]W6\Z  
    - 参数优化介绍 60,z!Vv  
     其他测量系统示例： %jk7JDvl  
    - 迈克尔逊干涉仪     x1H1[0w,i  
     
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