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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 Y'R1\Go-  
    ~+ur*3X  
    应用示例简述 F`3As 9b:  
     'D{abm0  
    1. 系统说明 !(o2K!v0  
     $SgD| 9  
    光源 $*ZHk0 7x  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 9)X<}*(qo  
     元件 #$QY[rf=6  
    — 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 .;s4T?j@w  
     探测器 S?<Qa;  
    — 干涉条纹 ;I' ["k%  
     建模/设计 6.=b^6MV  
    — 光线追迹：初始系统概览 s|oU$?eA  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 7Kjq1zl;  
     计算干涉条纹。 aPgG+tu  
     分析对齐误差的影响。 bp_@e0  
     Z2 4 m  
    2. 系统说明 "yk%/:G+  
     Aed"J5[a  
    参考光路 #a:C=GV;4  
    F*H}5yBp_:  
    3. 建模/设计结果 QkAwG[4  
    sq$|Pad[  
    WdnP[x9  
    4. 总结 5#PhaVc  
     ,j<"~"] =  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 I'hQbLlG  
     $%'z/'o!  
    1. 仿真 @YELqUb*  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 MN4}y5  
    2. 计算 Y#,MFEd  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ualtIHXK)  
    3. 研究 O'(vs"eN  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 hd' n"  
    Wi<Fkzj  
    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。 9OBPFF  
     -D(!B56_  
    应用示例详细内容 /j As`"U  
    系统参数 5[k35 c{  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 $G[##j2  
     NGu]|p  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 u1l#k60  
    98"NUT  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ns_d10rZ.  
     ~c"c9s+o  
    2. 说明：光源 2_C.-;!  
     G 2##M8:U0  
    fz*6 B NJ  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 2NM} u\%c/  
     因此，相干长度大于1m o\N}?Z,Kk  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ewY X\  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 \T?O.  
    "]<Ut{Xb  
    J4 <*KL~a  
     s#ykD{ Z  
    3. 说明：光源 QG.FW;/L,  
    <G={V fr  
     hT[O5  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 3h&s=e!  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 z; +x`i.  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Nbda P{{  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Ue7~rPdlR  
    4. 说明：光学元件 pH%K4bV)8  
    N*#SY$!y  
    i \~4W$4I  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 827N?pU$)  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 :BS`Q/<w  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 : SNp"|  
     透镜材料为N-BK7。 z3,z&Ra  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 JG `QJ%  
     .dV!du  
    6m9Z5:xG  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 yI!K quMC  
     z|Xl%8  
    (+@H !>r$$  
     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)。 eL.S="  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ;rX4${h  
    JW$#~"@r  
    6. 分光器的设置 R!O'DM+  
    8mi IlB  
    *m2:iChY  
    UX6-{ RP  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 E?V:dr  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 "(5M }5D  
     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 Lt)t}0  
    #8A|-u=3  
    7. 合束器的设置 +#O?sI#  
    |cH\w"DcXw  
    MkQSq MU=  
    [30<  0  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 wXP1tM8T  
     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。 qz 'a.]{=  
    3KGDS9I  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 B=f{`rM)~W  
    `'~|DG}a  
    VGSe<6Hh  
     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)。 _M?:N:e  
    应用示例详细内容 oD.f/hi0|  
    仿真&结果 2`; 0y M  
    pl%ag~i5  
    1. 结果：利用光线追迹分析 B;EdLs}  
    ~ 60J  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 PpbW+}aCF  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    bz@4obRqf  
    :Z<-J`  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 6d_l[N  
     `=oN&!  
    P/27+5(|  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ]LD@I;(_  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 C@K@TfK!M  
     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。
    e|`&K"fnq  
    ydpsPU?wj5  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 CEwG#fZ  
     @521 zi  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 U!('`TYe  
     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°。 KNV$9&Z  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 uvT]MgT  
    6,k}v:  
    4. 对准误差的影响：元件平移 >J4_/p>Qs  
    &cZD{Z  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 u+hzCCwtR  
     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。 zD?<m J`  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 8Y:bvs.j  
    }lhJt|qc  
    AE@*#47  
    5. 总结 0%vXPlfnY  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {W@Y4Qqq  
    JTx&_Ok#  
    4. 仿真 98x(2fCvF(  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 $AoN,B>  
    k*M1m'1  
    5. 计算 gCd9"n-e  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 m@OgT<E]_  
    qV5ME #TJ  
    6. 研究 "xw2@jGpG  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 F`'e/  
    Ucv-}oa-?  
    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。 MSw/_{  
    e KET8v[  
    扩展阅读 8He^j5  
    (ZDRjBth[  
    1. 扩展阅读 }nu hLt1  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 o <sX6a9e  
    UA}k"uM  
     开始视频 $BCqz! 4K  
    - 光路图介绍 Dg \fjuK9  
    - 参数运行介绍 |Zz3X  
    - 参数优化介绍 QO0T<V  
     其他测量系统示例： }56"4/  Z  
    - 迈克尔逊干涉仪     -]HO8}-Rjs  
     
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