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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 r483"k(7  
    4- ^|e  
    应用示例简述 ~ nNsq(4  
     vmK<_xbwd  
    1. 系统说明 VQ5T$,&  
     [wG?&l$.KB  
    光源 $6}siU7s4  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) t uo'4%]i  
     元件 m8,P-m  
    — 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 D-\\L[  
     探测器 O Ul+es  
    — 干涉条纹 VJJGTkm  
     建模/设计 :BKY#uH~  
    — 光线追迹：初始系统概览 ?v PwI  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 767xCP  
     计算干涉条纹。 $'btfo4H  
     分析对齐误差的影响。 KT~J@];Fb  
     kU$P?RD  
    2. 系统说明 5<w"iqZ\?N  
     A\ds0dUE  
    参考光路 "(5A 5>  
    )` -b\8uw  
    3. 建模/设计结果 #qWa[kB  
    p)vyZY[  
    \!j{&cJ  
    4. 总结 ,u^i0uOg  
     A]`63@-.  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6pDb5@QjTy  
     hu%rp{m^,  
    1. 仿真 \2 &)b  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 _?#}@?  
    2. 计算 |UZPn>F~  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,+<NP}Yg#G  
    3. 研究 YdX#`  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 o7S,W?;=5  
    TzmoyY  
    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。 +C1/02ZJ  
     ^]o]'  
    应用示例详细内容 b<};"H0a  
    系统参数 (.4mX t  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +Rn]6}5m\  
     c7X5sMM,  
     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。 +:pjQ1LsJ  
    .9{Sr[P  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Q+'mBi}  
     >M[wh>  
    2. 说明：光源 5VdF^.:u  
     ]f#ZU{A'mt  
    $HT {}^B  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Tn,'*D@l  
     因此，相干长度大于1m S {gB~W  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ^+tAgK2   
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 pt<!b0G  
    ^M6xRkI  
    J[2c[|[-  
     v?BX 4FO  
    3. 说明：光源 3Xyu`zS&   
    )w_0lm'v{r  
    Gh}sk-Xk=  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 QxG:NN;jW  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ]+\;pb}bq  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ce-5XqzY@  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Z8$n-0Ww  
    4. 说明：光学元件 Mu$9#[/  
    rdZk2\<  
    nylrF"'e  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 3tY \0y9  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 swV/M i>  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 2iC7c6hc  
     透镜材料为N-BK7。 /\P3UrQ&]  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 B|U*2|e  
     ^[6eo8Ck>  
    U86bn(9K  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Y1?w f.  
     L]I ;{Y  
    ? hU0S  
     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)。 ={P  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 I:M]#aFD  
    a[d6@!  
    6. 分光器的设置 7qj<|US  
    W@U<GF1  
    /KGVMBifM  
    e@N@8i"q5  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 +I1>; {{  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 A3D"b9<D  
     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 X:Z4QqT  
    %_Gc9SI  
    7. 合束器的设置 7`-fN|  
    d Bn/_  
    'jh9n7mH  
    ~5LlIpf36|  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 6\"g,f  
     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。 W2cgxT  
    ^y:!=nX^  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 k\(LBZ"vR  
    =_~bSEqyRI  
    k$]-fQM  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ^W!w~g+  
    应用示例详细内容 \yDr  
    仿真&结果 a&oz<4oT  
    }i,LP1R  
    1. 结果：利用光线追迹分析  <sdC#j  
    d +0(H   
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ( -^-  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    #+$pE@u7A  
    >a;0<Ui&Q  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 s*% pNE U  
    /S9s%scAy  
    fCg"tckE  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 J3/2>N]/}  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 F?"#1j e  
     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。
    i$`OOV=/e  
    2^Y@e=^A  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 .A 12Co  
    YT:])[gVV  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 xF|P6GXg  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 J* V@huF  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 _19x`J3  
    |S0]qt?  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ~+ _|J"\  
    Iu(j"b#  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 r(qAe{  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 VL6_in(  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 qU!xh )  
    >v1E;-ZA  
    2@!Ou$W  
    5. 总结 O [Q;[@  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 t4HDt\}&k~  
    IC5[:UZ5]  
    4. 仿真 .4I "[$?Q  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 f( =3'wQ  
    (jQ]<q%P  
    5. 计算 snU $Na3  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2Mqac:L  
    T2Duz,  
    6. 研究 vpTYfE  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 DdAs]e|D[  
    JjO="Cmk/  
    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。 K8>-%ns  
    h5@v:4Jjo~  
    扩展阅读 #f *,mY|>  
    {/Mz /|%  
    1. 扩展阅读 J})#43P  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 BgPwIK x  
    Xgq-r $O2X  
     开始视频 ;;6e t/8  
    - 光路图介绍 e-@=QI^,  
    - 参数运行介绍 >$^v@jf  
    - 参数优化介绍 JI&ik_k3  
     其他测量系统示例： QY$Z,#V)  
    - 迈克尔逊干涉仪     X9:4oMux7  
     
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