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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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    在线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-04-12
    测量系统 h_h6@/1l  
    o #F03  
    应用示例简述 (9D,Ukw  
     umc\x"i%  
    1. 系统说明 .:jfNp~jt  
     hH@pA:`s  
    光源 J""N:X!1  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) _:9-x;0H2  
     元件 d:=:l?  
    — 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 QX 393v!  
     探测器 yO0 9NQ 5u  
    — 干涉条纹 f5QJj<@  
     建模/设计 zgHF-KEV  
    — 光线追迹：初始系统概览 VUGVIy.  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Yim`3>#t  
     计算干涉条纹。 rDWqJ<8  
     分析对齐误差的影响。 h3:dO|Z  
     ^7% KS  
    2. 系统说明 |/AY!Y3  
     9S[Tan|  
    参考光路 =9vmRh? 8  
    5%6r,?/7KM  
    3. 建模/设计结果 tvG/oe .1'  
    IT0*~WMZ  
    1(z+*`"WB&  
    4. 总结 &O.S ;b*+  
     G|Y9F|.!  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }nJG<rY  
     JMq00_  
    1. 仿真 O~AOZ^a:2  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,, G6L{&Z  
    2. 计算 :S5B3S@|  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 i bwnK?ZA  
    3. 研究 j/xL+Y(=  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 !]k$a  
    `&yUU2W  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 K) "cwk-  
     5:H9B  
    应用示例详细内容 r:Xui-  
    系统参数 xdH*[  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +}@HtjM  
     If_S_A c  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 >2l;KVm%  
    Y@Kp'+t(!  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 h4^ a#%$  
     O5Xu(q5+  
    2. 说明：光源 }]H_|V*f  
     <99Xg_e  
    kEE8cW3  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 }GCt)i_  
     因此，相干长度大于1m \5_7!.  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ymBevL  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 QpPJ99B|  
    mu/O\'5  
    ?Q]{d'g(sx  
     }I'g@Pw9[  
    3. 说明：光源 "oYyeT ,?  
    GiN\nu<!  
    h+x"?^   
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ?1('s0s\,  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 oP".>g-.  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 .sA?}H#wb  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     3~4e\xL  
    4. 说明：光学元件 n@xDFa  
     wNW9xmS  
    i(JBBE"  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 z2&SZ.mk  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 RTNUHz;{L  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 cRX0i;zag  
     透镜材料为N-BK7。 z1ltc{~Z  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 pCNihZ~  
     )dJaF#6j  
    Qcz7IA  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ++:vO  
     '@u/] ra:  
    tqE LF  
     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)。 V$+xJ  m  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 })|+tZ  
    |Q^Z I  
    6. 分光器的设置 +'?p $@d  
     XGEAcN  
    ;PJWd|3  
    `av8|;  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 iZQwo3"8r  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Te~"\`omJ3  
     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 {hX. R  
    t#~r'5va  
    7. 合束器的设置 cX@~Hk4=\  
    LF0gy3  
    hq/\'Z&!+P  
     c/I.`@  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Roy0?6O  
     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。 YZf<S:  
    n\5` JNCb  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2"NRnCx *  
    jN V2o  
    ]YZ+/:#U7  
     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)。 #H(|+WEu  
    应用示例详细内容 ( =->rP  
    仿真&结果 ,*r"cmz  
    I~MBR2$9  
    1. 结果：利用光线追迹分析 8<k0j&~J  
    n6[bF "v  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 j_\sdH*r  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Pv`yOx&nE  
    8UoMOeI3  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 4-=>># P  
    `|i #)  
    dh%C@n:B  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Vf*!m~]Vqi  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 qJFBdJU(1  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    }3Pz{{B&+O  
    <dDGV>n4;  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 6!/e_a  
    9'Y~! vY  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 }+QgRGQ  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 ,>2ijk#  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 J& +s  
    NDU,9A.P  
    4. 对准误差的影响：元件平移 |t|+pBB  
    )m"NO/sJ2  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 YU[93@mCh  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ;or(:Yoc-  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 {LY$  
    OqY8\>f-  
    rZe"*$e  
    5. 总结 z}s0D]$+x  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 OAR1u}  
    s9~W( Wi  
    4. 仿真 Dz]&|5'N  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 +e%9P%[+  
    z*l3O~mZ  
    5. 计算 U{RW=sYB~9  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ;) 5d wq  
    7h<Q{X<A  
    6. 研究 >yg mE`g  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 AASw^A3p  
    ,!|/|4vh  
    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。 g[44YrRD  
    II)\rVP5  
    扩展阅读 -$?xR](f  
    U'UV=:/-  
    1. 扩展阅读 ^T)HRT-k  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 d%81}4f:  
    O!lZ%j@%  
     开始视频 .Hl]xI$;+  
    - 光路图介绍 qWHH% L;  
    - 参数运行介绍 '73dsOTIT  
    - 参数优化介绍 i RS )Z )  
     其他测量系统示例： 8uM>UpX  
    - 迈克尔逊干涉仪     @~U: |h  
     
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