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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-04-12
    测量系统 go, Hfb  
    "J0,SFu:  
    应用示例简述 d^"dL" Q6m  
     8\-Q(9q(  
    1. 系统说明 m6%csh-N1  
     +/A`\9QT  
    光源 SZOcFmC?  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) V\ ud4  
     元件 RU>Hr5ebo  
    — 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 L  lP  
     探测器 E$z)$`"1  
    — 干涉条纹 $9 GRAM.  
     建模/设计 fvajNP  
    — 光线追迹：初始系统概览 H].G%,2'  
    — 几何场追迹加(GFT+)： S~"1q 0  
     计算干涉条纹。 ;T0Y= yC  
     分析对齐误差的影响。 stnyJ9  
     c65_E<5Z  
    2. 系统说明 [\o+I:,}wi  
     2#4_ /5(j*  
    参考光路 o0-7#2  
     \Vis  
    3. 建模/设计结果 !B==cNq  
    Ep% 5wR  
    gf]biE"k  
    4. 总结 Z, Kbt  
     I*e8 5wef  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @l9qH1  
     k^q}F%UV  
    1. 仿真 e^g3J/aU  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 $or?7 w>  
    2. 计算 fH.:#O:  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C24[brf  
    3. 研究 !F0MLvdX7^  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 %?^T^P  
    V:h-K`~ /  
    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。 ?iH`-SY  
     j(|G) F  
    应用示例详细内容 <uP>  
    系统参数 (~/VP3.S  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 o56_t{<  
     .O [RE_j  
     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。 Wjt1NfS&  
    `d#l o  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 so|5HR|  
     \F%5TRoC  
    2. 说明：光源 <{7CS=)  
     ZF :e6em  
    8tWOVLquJ  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 PMk3b3)Z  
     因此，相干长度大于1m w]n20&  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 >_QC_UX>4i  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 qr%9S dvx  
    dzZ74FE!t  
    D'aq^T'  
     ]=p@1  
    3. 说明：光源 }7CMXw [  
    r]eeKV,{p  
    -ea>}S  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ko2Kz k  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 E 3b`GRay  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 !oeu  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     W=M`Bkw{  
    4. 说明：光学元件 &LE,.Q34  
    )/H=m7}1h  
    W)jO 4,eO  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 .Gv9RKgd~  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 2Yt#%bj7^  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 \P]w^  
     透镜材料为N-BK7。 v_f8zk  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 FL!W oTB  
     J#B% #X  
    m xtLcG4G  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 c 6sGjZdR  
     h+Km|  
    @s J[<V  
     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)。 h)BRSs?v_D  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 MZf$8R  
    ";38v jIV  
    6. 分光器的设置 iph>"b$D  
    ^,')1r,  
    `;b@a<Wl  
    egboLqn  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 zu&5[XL  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 2#l<L>#  
     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 {.$5:<8aC  
    1"3|6&=  
    7. 合束器的设置 Zws[}G"7h  
    FR9qW$B  
    6H67$?jMyJ  
    LY2oBX@fC  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 %o9@[o .]  
     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。 wXp A1,i  
    <qN0Q7  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Xn-GSW3{  
    5bM/ v  
    9K~2!<  
     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)。 HXhz|s0  
    应用示例详细内容 02:]  
    仿真&结果 1eQ9(hzF  
    m8eyAvi 6  
    1. 结果：利用光线追迹分析 "l!WO`.zp=  
    D'Tb=  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 B1T:c4:N  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    !"/]<OQ   
    F>Rz}-Fy  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 >f#P(  
    jZeY^T)f"  
    }]_/:KUt  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Wr Ht  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 zvV<0 Z  
     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。
    fyPpzA0  
    HQ~`ha.  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 :8aa#bA  
    gRv5l3k  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 e5KsKzu a  
     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°。 &Oc^LV$6  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 zY~  
    6nh!g  
    4. 对准误差的影响：元件平移 h\\fb[``  
    qp_lMz  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 j78WPG  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 8uq^Q4SU  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 AE`X4q  
    fe PH=C  
    CsHHJgx  
    5. 总结 tJ[yx_mf  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 e5G)83[=  
    i^Vb42%y  
    4. 仿真 [P.M>"c\  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 0fwmQ'lW(  
    twElLOE  
    5. 计算 eJA$J=^R;  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :8b{|}aYV  
    6" fYSn>  
    6. 研究 K ;\~otR^  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 NRu _6~^^  
    |/<,71Ae  
    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。 gY\X?  
    Z`x|\jI  
    扩展阅读 j8n_:;i*  
    !/] F.0  
    1. 扩展阅读 su;u_rc,  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 !v/5 G_pr  
    -^sW{s0Rc  
     开始视频 X[/>{rK  
    - 光路图介绍 d: D`rpcC  
    - 参数运行介绍  gGF]Dq  
    - 参数优化介绍 "fK`F/  
     其他测量系统示例： {gh41G;n  
    - 迈克尔逊干涉仪     Z9 X<W`  
     
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