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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 "E\vdhk  
    9\4x<*  
    应用示例简述 a;xeHbE  
     H?=W]<!W{y  
    1. 系统说明 $|=| "/  
     SE+hB  
    光源 gADf9x"b  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) )#m{"rk[x,  
     元件 /o9it;  
    — 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 h9QM nH'  
     探测器 ~6f/jCluR%  
    — 干涉条纹 _d]{[& p4t  
     建模/设计 -TF},V~  
    — 光线追迹：初始系统概览 1m~|e.g_'`  
    — 几何场追迹加(GFT+)： AkQ(V  
     计算干涉条纹。 M{J>yN  
     分析对齐误差的影响。 rRRh-%.RU  
     m^QoB  
    2. 系统说明 6{I7)@>N   
     G`!,>n 3  
    参考光路 VZi1b0k1.  
    AwZ@)0Wy  
    3. 建模/设计结果 |HycBTN#E  
    5nx*D"  
    PEI$1,z  
    4. 总结 zDdo RK@  
     H1k)ya x4_  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ww{k_'RRJ  
     LA6XTgcu  
    1. 仿真 N/o?\q8  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 CH4Nz'X2  
    2. 计算 -dM~3'  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ;5/Se"Nd  
    3. 研究 :zU4K=kR  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 E!Q@AZ  
    uU)t_W&-J  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ~T@E")uR  
     JPDxzp  
    应用示例详细内容 w: BJ4bi=  
    系统参数 f/sz/KC]~  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 u0wu\  
     oO tjG3B({  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 gveGBi  
    "Erphn  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 s]m]b#1!r  
     GG#-x$jK  
    2. 说明：光源 ^6 l5@#)w  
     MEI&]qI  
    D\G 8p;  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 /uWUQ#9  
     因此，相干长度大于1m cUug}/!I  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 @lzq`SzM  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 O.dZ3!!+  
    >(2;(TbQm0  
    &5HI   
     glch06  
    3. 说明：光源 <\~@l^lU  
    S8v,' Cc  
    |Gq3pL<jkC  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 eV_ ",W  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 d*u3]&?x&f  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 n 'ZPB  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     t]sk[  
    4. 说明：光学元件 `V/kM0A5  
    # 9bw'm  
    JXuks`:Q  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 */{y%  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 @[D5{v)S  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 |+h x2?Nv  
     透镜材料为N-BK7。 .P8m%$'N  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ;- i)}<  
     {U9{*e$=  
    p+Yy"wH:h{  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 un\o&0}  
     JSFNn]z2P  
    klmbbLce  
     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)。 +^J&x>5  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ([m4 dr  
    l/?bXNt  
    6. 分光器的设置 "wVisL2+.  
    {%2p(5FB  
    #}6~>A  
    >uJu!+#  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Eb,M+c?  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 k'v+/6 Y  
     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 f/ 3'lPK^  
    U7LCd+Z 5X  
    7. 合束器的设置 W^W.* ?e`  
    e9\_H=t+  
    pw))9~XU  
    >8NUji2I  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 p>U= Jg  
     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。 {DVMs|5;^  
    p*jH5h cy  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2(Xu?W 7d  
    .Z`xNp  
    xJ^B.;>  
     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)。 $LBgBH &z  
    应用示例详细内容 Ct(^nn$A  
    仿真&结果 .' v$PEy  
    U+-;(Fh~  
    1. 结果：利用光线追迹分析 AO-~dV  
    P(\x. d:  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 v)vogtAQa  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    jJ RaY3  
    [IyC}lSW^-  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 c r18`xU  
    p=[I;U-#H  
    [pt U}  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ZP:+'\&J  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ocS}4.a@  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    iDCQqj`  
    Vo%ikR #  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 .5~3D97X&  
    v/7^v}[<  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 }_}LaEYAo  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 xgsEe3|  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 P-Gp^JX8  
    1Fsa}UK  
    4. 对准误差的影响：元件平移 IUG}Q7w5  
    D;:p6q}hT  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 g/!tp;e  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 do.XMdit  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Q{ g{  
    F$s:\ N  
    5o^\jTEl^  
    5. 总结 zq$0 ?vGd  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p CeCR  
    2/))Y\~  
    4. 仿真 r0<zy_d'  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 i_y%HG  
    M3fTU CR  
    5. 计算 =QwT)KRB%  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (AG((eV  
    msq2/sS~  
    6. 研究 Lu71Qdu09  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 b. :2x4  
    I!Fd~g9I4  
    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。 QNZ#SG8  
    U*BI/wZ  
    扩展阅读 KO))2GET  
     bIuOB|  
    1. 扩展阅读 %mS>v|  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 jU{~3Gn?  
    .;dI&0Z  
     开始视频 I#(?xHx  
    - 光路图介绍 SO`b+B  
    - 参数运行介绍 |QyZ:`0u  
    - 参数优化介绍 *"V) h I5  
     其他测量系统示例： +WCV"m  
    - 迈克尔逊干涉仪     _!yUr5&,Br  
     
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