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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 2<9&OL  
    A0,h 7<i  
    应用示例简述 l >~Rzw  
     KM"BHaSkF  
    1. 系统说明 :T{VCw:*  
     Gz52^O :  
    光源 f0879(,i  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 1 -$+@Xl  
     元件 Eh^gR`I  
    — 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 : { iK 5  
     探测器 5"y)<VLJX  
    — 干涉条纹 T|,/C|L  
     建模/设计 w75Ro6y  
    — 光线追迹：初始系统概览 )t((x  
    — 几何场追迹加(GFT+)： @?>5~  
     计算干涉条纹。 eX1_=?$1P  
     分析对齐误差的影响。 !mmSF1f  
      //0Y#"  
    2. 系统说明 CaV@<T  
     ep4?;Qmho  
    参考光路 -<L5;  
    eLLOE)x  
    3. 建模/设计结果 ,Wtgj=1!.  
    W[sQ_Z1C  
    j\"d/{7Q  
    4. 总结 yuC|_nL  
     M3Qi]jO98  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 l$[,V:N  
     m%'T90mi  
    1. 仿真 hXvC>ie(i  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 L1WvX6  
    2. 计算 Xvk+1:D  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \r9E6LL X'  
    3. 研究 5 `@yX[G  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 /;vHAtt;f  
    nch#DE8 2  
    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。 el\xMe^SY  
     )3R5cq  
    应用示例详细内容 YeVo=hYH@  
    系统参数 -?l`LbD  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 rp^:{6O  
     Rn`DUYg  
     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。 -p%cw0*Y]C  
    ZuZCIqN  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 7kITssVHI  
     tt CC] Q  
    2. 说明：光源 O\gVB!x  
     qA[cF$CIl)  
    )c?nh3D  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 F@HJ3O9  
     因此，相干长度大于1m :Gzp (@<@e  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 GvvKM=1  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 6oFA=CjU{  
    }#2(WHf =<  
    F(ZczwvR  
      3bJ|L3G  
    3. 说明：光源 'vYt_T  
    q: X^V$`  
    sCmN|Q  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 \/C5L:|p_  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 -r]L MQ  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 7G7"Zule*j  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ~]`U)Aw  
    4. 说明：光学元件  -PU.Uw]  
    A`Rs n\  
    jP0TyhM  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。  D F=Rd#  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 4?+jvVq  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 KfYT  
     透镜材料为N-BK7。 jW4>WDN:  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 qq_ZkU@xg  
     =q|//*t2  
    )=bW\=[8  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ?>I  
     =6f)sZpPh  
    ]"?<y s  
     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)。 -3y  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 9g'6zB  
    =;F7h @:  
    6. 分光器的设置 _3NH"o d  
    rZ)7(0BBs  
    m8G/;V[x  
    7Ka4?@bQ  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 "zzb`T[8  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 'm"Ez'sS  
     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 P}>>$$b\Yi  
    'cAS>s"$}V  
    7. 合束器的设置 ]0SqLe  
    3OY(L`  
    ):nC%0V  
    F\ GNLi  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 l8 $.k5X  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 fC[~X[H  
    &Vu-*?  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ,7DyTeMpN  
    JiuA"ks)  
    k*C[-5&#  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 #yU"n-eLR  
    应用示例详细内容 R~|(]#com  
    仿真&结果 feeHXKD|  
    *65~qAd  
    1. 结果：利用光线追迹分析 -v|lM8  
    &3x da1H  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 83p8:C.Ze  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    %$Xt1ub6(  
    OECVExb@eH  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 cS2]?zI  
    MZh?MaBz06  
    y\[* mgl:  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 84i0h$ZZo  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 4L4u<  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    =W2I0nr.  
    hd[t&?{=  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 rOj(THoc{  
    ?'"BX  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 }<w9Jfr"X  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 )]<^*b>  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Lxv_{~I*  
    IG2z3(j  
    4. 对准误差的影响：元件平移 0ia-D`^me  
    V?`|Ha}  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 \%%M>4c  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 rSm#/)4A  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 t("koA=.  
    \5=4!Ez  
    hx/A215L  
    5. 总结 St> E\tXp  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 r>PKl'IbE  
    CyB4apJ  
    4. 仿真 'aEN(Mdz1e  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 =^l`c$G<  
    )nK+`{;@!  
    5. 计算 mv`b3 $  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0tPwhJ  
    +&J1D8  
    6. 研究 ~x@V"rxGw  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 y&\t72C$Fi  
    -Ekf T_  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 "T<7j.P?  
    wAzaxeV=  
    扩展阅读 +%~me?  
    nLPd]%78>  
    1. 扩展阅读 Y$j !-l5z  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ed3wj3@  
    w !<-e>  
     开始视频 HzuG- V  
    - 光路图介绍 0 N0< 4b  
    - 参数运行介绍 > %Hw008  
    - 参数优化介绍 pL>Yx>  
     其他测量系统示例： G Uh<AG*+  
    - 迈克尔逊干涉仪     +UTBiB R  
     
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