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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 YN<:k Wu  
    Y%"6  
    应用示例简述 ImnN&[Cu  
     ;WG6|QgV?-  
    1. 系统说明 oI/jGyY;  
     t^Hte^#S  
    光源 VUD ?iv7  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) nGvWlx  
     元件 O,>`#?  
    — 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 ?~g X7{>  
     探测器 :fW\!o 8Z2  
    — 干涉条纹 `_*NFv1_  
     建模/设计 qwz_.=5E6  
    — 光线追迹：初始系统概览 vI)-Zz[3  
    — 几何场追迹加(GFT+)： O5;$cP:  
     计算干涉条纹。 =5PNH2  
     分析对齐误差的影响。 IW1+^F9NEw  
     M:*^k  
    2. 系统说明 7G^`'oZ  
     5*he  
    参考光路 hrt ]Qn&  
    5qx,b&^w  
    3. 建模/设计结果 FSp57W$  
    kS@6'5U  
    r'C(+E (  
    4. 总结 *;]j#0  
     /N'|Vs,X  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 |x[zzx# >-  
     Gx.iZOOH/  
    1. 仿真 =@UgCu>=  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 YH%aPsi  
    2. 计算 j!oD9&W4~  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 w&F/P]1  
    3. 研究 8D[,z 7n  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 }/{G  
    p` '8M  
    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。 u\,("2ZW9+  
     ^{vf|zZ _  
    应用示例详细内容 :W++`f&  
    系统参数 Ul41R Ny)  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ;is*[r\|1  
     ebuR-9  
     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。 @H?_x/qBT  
    _ zh>q4M  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 9w%|Nk>=>  
     0A7 qO1%xw  
    2. 说明：光源 H /kSFf{  
     ^3q o%=i  
    :=I@<@82W  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 6jGPmOM/  
     因此，相干长度大于1m =h#3D?b0n  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 `k>h2(@9S  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 RH+'"f  
    hkh b8zS  
    BgzER[g|q{  
     @L)=epC  
    3. 说明：光源 &?-LL{W{  
    D~< 3  
    2I 2#o9(Ar  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 n$ri:~s  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ikSm;.  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ]Gm $0uS  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     T vEN0RV2  
    4. 说明：光学元件 P [.BK  
    ]T3dZ`-(  
    5g{L -8XwI  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 UP@a ?w  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 q66+x)  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 1>doa1  
     透镜材料为N-BK7。 f-V8/  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ?Q~6\xA  
     1lxsj{>U  
    a!;]9}u7  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 XYKWOrkQqa  
     "]jGCo>9  
    &*}NN5Sv  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 s[V$f vW  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 J| orvnkK  
    o4)^U t+  
    6. 分光器的设置 {L!w/IeX  
    WhO;4-q)2  
    N}Ol`@@#h  
    x,s Ma*vd  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 H$:Z`CQt<  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Jl"),;Od  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 >bf29tr  
    Cmq.V@  
    7. 合束器的设置 *cdr,AD?lH  
    6,"fH{Bd  
    |P_\l,f8`  
    =:+k  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Xwg|fr+p  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 \iQD\=o  
    OHqc,@a;+  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 'L*nC T;  
    nt,tM/  
    TzXivE@mm  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 KzQ\A!qG  
    应用示例详细内容  [69[Ct  
    仿真&结果 sOSol7n  
    gI&& LwT4  
    1. 结果：利用光线追迹分析 >IW0YIQy,  
    Gs*FbrY  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 zMfr`&%e  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    i$) `U]  
    Gy9+-7"V  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 XE_|H1&j  
    /B$"fxFf  
    }]pq&v!  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 \*}JdEHB  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 v;S7i>\  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    >EFjyhVE  
    ]Dm'J%P0}  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 p @@TOS  
    Q 'R@'W9  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 s(Of EzsH=  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 aU]A#g   
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 eRC /Pr  
    0]l _qxv  
    4. 对准误差的影响：元件平移 :)v4:&do  
    AL/q6PWi  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 'CT 8vt;  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 4h>Dpml  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 1FU(j*~:  
    g{@q  
    hKw4[wB]  
    5. 总结   5;+OpB  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ] (3e +JC  
    2R&msdF   
    4. 仿真 zbdmz  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 jX^uNmb  
     ?[Od.  
    5. 计算 <d,Qi.G4  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 'c 0]8Y 4  
    =[!&&,c=  
    6. 研究 G>{Bij44  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 MXY[t  
    1hj']#vBu  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 j  )6A  
    XVjs0/5b  
    扩展阅读 [*U6L<JI  
    MtC\kTW  
    1. 扩展阅读 &wsxH4  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 5" <7  
    EnXNTat})  
     开始视频 C-/<5D j  
    - 光路图介绍 Zr,:i MPZ  
    - 参数运行介绍 Hc1S:RW  
    - 参数优化介绍 mG2*s ^$  
     其他测量系统示例： z{U2K '  
    - 迈克尔逊干涉仪     DjK:)  
     
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