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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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    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-04-12
    测量系统 c:0L+OF}xY  
    /NlGFO*Z  
    应用示例简述 ! z**y}<T  
     xU vs:  
    1. 系统说明 "#]$r  
     g ?k=^C  
    光源 [~^0gAlQC  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) z}@7'_iJ  
     元件 `g,..Ns-r  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 N$DkX)Z  
     探测器 J1vR5wbu  
    — 干涉条纹 /B3iC#?  
     建模/设计 Q@niNDaW2  
    — 光线追迹：初始系统概览 y^k$Us  
    — 几何场追迹加(GFT+)： $Y;RKe9  
     计算干涉条纹。 SIllU  
     分析对齐误差的影响。 74u&%Rj  
     Kgv T"s.  
    2. 系统说明 O=lzT~G|4  
      <Uur^uB  
    参考光路 9z0p5)]n>  
    >0gW4!7Y  
    3. 建模/设计结果 [e q&C_|D  
    "8/,Y"W"  
    !W\+#ez  
    4. 总结 SKtrtm  
     #ABCDi={zA  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 v^iAD2X/F  
     s.#`&Sd>  
    1. 仿真 j+!v}*I![  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 G)YcJv7  
    2. 计算 L-Lvp%%  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 pw#-_  
    3. 研究 43w}qY1  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *R"/|Ka  
    9$Y=orpWxr  
    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。 (BM47 D=v  
     s*4dxnS_8  
    应用示例详细内容 @d_M@\r=j  
    系统参数 RNL9>7xV  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Y@v>FlqI{  
     1cDF!X]  
     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。 Q/?$x*\>  
    t7pFW^&  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Fu~j8K  
     yVfC-Z   
    2. 说明：光源 TzZq(? V  
     ni<(K 0~  
    <%^&2UMg  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 'R)Tn!6  
     因此，相干长度大于1m 6b,V;#Anj  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 7^Uv7< pw  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 y} '@R$  
    >lm&iF3y  
    zCA2X !7F  
     K:M8h{Ua  
    3. 说明：光源 +t.b` U`-  
    RFGffA&  
    l]vm=7:  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 +_!QSU,@  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 W)/#0*7  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 wL1MENzp*z  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     CITc2v3a  
    4. 说明：光学元件 iscz}E,Y  
    TC('H[ ]  
    Sdo-nt  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 V9vTsmo(  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 LeQjvW9y  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 x;S @bY  
     透镜材料为N-BK7。 #_1`)VS  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 W_=f'yb:E  
     OI*H,Z "  
    kM 6 Qp  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ]5O~+Nf  
     Gdw VtqbX  
    W^Yxny  
     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)。 =l6mL+C  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 }k0_5S  
    I]575\bA  
    6. 分光器的设置 #WuBL_nZ~  
    ! if   
    K'bP@y_cq  
    >z03{=sAN  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 E./2jCwI(Y  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ZNoDFf*h  
     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 Q8NX)R  
    XX@ZQcN  
    7. 合束器的设置 Hz~zu{;{J  
    :h$$J lP  
    )4OxY[2J  
    1x)J[fyId  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 +z( Lr=G  
     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。 NUZl`fu1Z4  
    9p/Bh$vJ  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 1^}+=~  
    UZMd~|  
    = &]L00u.  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 BLttb  
    应用示例详细内容 ]'}L 1r  
    仿真&结果 8Wx=p#_  
    DrR@n~  
    1. 结果：利用光线追迹分析 r" y.KD^  
    L#J1b!D&<6  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 >j/w@Fj  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    paK2 xX8E  
    n[z+<VGwC  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 'NmRR]Q9  
    6'/ #+,d'  
    3$ pX  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 &pRREu:[4L  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 =euni}7a  
     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。
    UfGkTwoo=  
    tA;}h7/Lc~  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 oxs#866x  
    q 1,~  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 Upe%rC(  
     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°。 Ytkv!]"  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 SU0 hma8  
    2ESo2  
    4. 对准误差的影响：元件平移 %v|B *  
    GJrG~T  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 aOp\91  
     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。 G[=c Ss,  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 t0S 1QC+  
    S'" Df5  
    UNYqft4  
    5. 总结 Hka2  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 D~m*!w*  
    @]j1:PN-  
    4. 仿真 { FkF  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 vN:Ng  
    :X=hQ:>P  
    5. 计算 'DR!9De  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 m`XHKRp  
    uT"rq:N  
    6. 研究 7! Nsm  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 _f83-':W6  
    DQ3<$0  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 TOt dUO  
    V0@=^Bls  
    扩展阅读 gdc<ZYcM  
    ]gOy(\B  
    1. 扩展阅读 aN?zmkPpov  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 'L'R9&o<X  
    <I?Zk80  
     开始视频 ]Ze1s02(  
    - 光路图介绍 o&%g8=n%  
    - 参数运行介绍 ?}oFg#m-<L  
    - 参数优化介绍 q~3>R=t  
     其他测量系统示例： **%37  
    - 迈克尔逊干涉仪     T)/eeZ$  
     
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