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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 ?iNihE  
    QD*(wj  
    应用示例简述 ?&r >`H E  
     p?eQN Y  
    1. 系统说明 s h^&3}  
     ut;KphvSH  
    光源 xm}`6B^f  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) aW#_"Y}v'  
     元件 @)m+b;  
    — 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 /A/k13 J  
     探测器 %TRH,-@3h  
    — 干涉条纹  S]&7  
     建模/设计 &|) (lX  
    — 光线追迹：初始系统概览 `PvGfmYOl  
    — 几何场追迹加(GFT+)： +G>;NiP_  
     计算干涉条纹。 fIcra  
     分析对齐误差的影响。 ' C|yUsBC  
     .%N*g[J  
    2. 系统说明 ' 8bT9  
     0qMf6  
    参考光路 .=-K7.X.)  
    LjA>H>8%[  
    3. 建模/设计结果 \.jT"Z~  
    ,R;wk=k  
    a]|k w4  
    4. 总结 KmlpB  
     IOi6' 1l  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >QM$ NIf@  
     kVb8$Sp  
    1. 仿真 OM 5h>\9  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 "Crm\UI6  
    2. 计算 Qr l>A*  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 eA(c{  
    3. 研究 gAgP("  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 S[W|=(f9  
    5UHxB"`C  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Nm]\0m0p-  
     ;qT7BUh(%  
    应用示例详细内容 gKGM|0u|r  
    系统参数 E-q*u(IW  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ="*8ja-K  
     ^zr]#`@G  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 7`f',ZK%  
    4?{e?5)  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 'F@#.Op`  
     zn|/h,.  
    2. 说明：光源 N2^B  
     <e&*Tx<8  
    h^KLqPBt{  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 c 0%%X!!$  
     因此，相干长度大于1m *@,>R6)jI  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 hup< U+p  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 9 6'{ES9D  
    xPi/nWl`|  
    q={\|j$X  
     :9`T.V<?  
    3. 说明：光源 :3x|U,wC  
    ,,>b=r_r&  
    " '/$ZpY  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ^#4?v^QNh  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 %CP:rAd`M.  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 B)M& FO  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Vuqm{bo^  
    4. 说明：光学元件 uE6;;Ir#mF  
    6DG:imGl  
    I(dMiL  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 # N.(ZP  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 >"Z^8J  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ]' F{uDm[  
     透镜材料为N-BK7。 6%B5hv24v  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 +0Rr5^8u  
     L@|W&N;%a  
    ='0f#>0Q  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 -/.Xf<y58  
     VBIY[2zf  
    lnFOD+y9  
     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)。 ec4jiE  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ]r{-K63P{!  
    'V5^D<1P  
    6. 分光器的设置 KGclo-,  
    l*|^mx^Q  
    "3*Chc  
    Xh/i5}5 t  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 j3bTa|UdT  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 64^dy V,;  
     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 Ab <4F 7  
    `A)9   
    7. 合束器的设置 ~R]E=/m|  
    QM1-w^  
    $SQ8,Y,  
    n7"e 79  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 FBM 73D@`  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 n2Oi< )  
    yWACI aj  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 g< cR/  
    W%f:+s}cI  
    &t +   
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 0}YR=  
    应用示例详细内容 "-4V48ci  
    仿真&结果 mN^92@eebC  
    ?gb"S,  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ?=]`X=g 6  
    sD$ \!7:b  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 :5G3 uN+\  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    FX"%  
    ,P ?TYk  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 W>Y8 u8  
    K h9$  
    ,epKt(vl  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 w| x=^  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 S<f&?\wK=v  
     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。
    C+Wb_  
    j=)Cyg3_%  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 t@1e9uR  
    (}fbs/8\p  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ~4[2{M.0>@  
     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°。 U`JzE"ps]  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 <JHU*Z  
    jMUE&/k  
    4. 对准误差的影响：元件平移 &J_|P43  
    13.v5v,l  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 .Lo$uKsW$l  
     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。 Qw^nN(K!>  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 GBvB0kC)c  
    -vI?b#  
    PG9won5_  
    5. 总结 l/yLSGjM  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g*ES[JJH&  
    D5)qmu  
    4. 仿真 iYA06~ d  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 -8qLshQ  
    GEwgwenv  
    5. 计算  M}}9  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qt}vM*0}V  
    M|FwYF^  
    6. 研究 YL&$cT]1  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 :7IL|bA<  
    A\ze3fmV  
    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。 3=) /-l  
    673v  
    扩展阅读 %96JH YcX  
    <\?ySto  
    1. 扩展阅读 ~R/7J{Sg  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 4QK([q  
    4pkc9\  
     开始视频 m~r^@D  
    - 光路图介绍 kjN9(&D  
    - 参数运行介绍 fu9y3`  
    - 参数优化介绍 a2UER1Yp"  
     其他测量系统示例： P6S^wjk  
    - 迈克尔逊干涉仪     d6<,R;)  
     
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