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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 tQwbIX-7/  
    w#JF7;  
    应用示例简述 d628@~ Ekn  
     R[_7ab]A  
    1. 系统说明 oh:t ex<  
     Nwu#,f=X  
    光源 uO":\<1#  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) O+'Pq,hn  
     元件 qrt+{5/t  
    — 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 MhJ`>.z1  
     探测器 Z2 t0l%  
    — 干涉条纹 N%Lh_2EzqV  
     建模/设计 M5%xp.B  
    — 光线追迹：初始系统概览 KNK0w5  
    — 几何场追迹加(GFT+)： e7hPIG  
     计算干涉条纹。 TmQ2;3%  
     分析对齐误差的影响。 LW2Sko?Yo  
     xJO[pT v  
    2. 系统说明 *nH?o* #  
     _~_Hup  
    参考光路 8fDnDA.e  
    S++}kR);  
    3. 建模/设计结果 (:hPT-1  
    #z5'5|3  
    wS:323 !l$  
    4. 总结 i\`[0dfY  
     v4qvq GK  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _$, .NK,6  
     ^&cI+xZ2Y  
    1. 仿真 K zM\+yC  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 f|b|\/.=  
    2. 计算 @A yC0}  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 O^e !<bBd  
    3. 研究 wuh$=fya  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 dXdU4YJ X  
    .Q?AzU,2D  
    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。 40:YJ_n  
     4uTYuaCNs  
    应用示例详细内容 O:u^jcXA  
    系统参数 HD`Gi0  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 }K&K{ 9}  
     kvo741RO6  
     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 R~PB  
    v#nFPB=z  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ff{ESFtD  
     i5)trSM|  
    2. 说明：光源 *1>XlVx,  
     9g 2x+@5T^  
    .j;My%)?p  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 OCR x|  
     因此，相干长度大于1m op"Cc  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 l~uRZLx  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 q WP1i7]=/  
    w|RG  
    bggSYhJ?\#  
      Q.cxen  
    3. 说明：光源 .11iulQ  
    &#d;dcLe  
    u2!8'-Ai  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 (s"_NUj6  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Q[g%((DL  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 M g;;o  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     )6!SFj>.O  
    4. 说明：光学元件 q4U?}=PD  
    i{ %~&!  
    !8P#t{2_|  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 e[{LNM{/#  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 .Sb|+[{  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 xat)9Yb}0  
     透镜材料为N-BK7。 i 5-V$Qh  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 wd1*wt  
     wV U(Du  
    -/FCd(  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 JfC.U,7Nc  
     d)dIIzv  
    [KCh,'&  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。  5+VdZ'@  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 iRPd=)  
    f2yc]I<lr~  
    6. 分光器的设置 ;qzCoe  
    tCA |sN  
    *d(wO l5[  
    u8o!ncy  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Iy e  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ?(ks=rRK  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 lW7kBCsz#  
    2Ie50U  
    7. 合束器的设置 Hm4lR{A  
    q9!5J2P  
    &_!BMzp4  
    ,`H=%#  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 )zr/9aV  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ( 6r9y3'  
    />+JK5  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 J }JT%S W  
    M0_K%Z(zaR  
    >5]Xl*{H)  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 x}F.<`  
    应用示例详细内容 oYOf<J  
    仿真&结果 (|bht0  
    Npq=jlj  
    1. 结果：利用光线追迹分析 -4X,x  
    7tfFRUw  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ~r@'kUXKK  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    9X=#wh,q  
    0MPsF{Xw[  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 eW\_9E)cY  
    O|av(F9  
    5t0i/&zX  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Gb~q:&IUr  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 62Jn8DwAT  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ?J)%.~!  
    G::6?+S  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 BPi>SI0  
    u4Vc:n  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 PqvwM2}4  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 J"[OH,/_  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 hRA.u'M  
    B&L{/.v_z\  
    4. 对准误差的影响：元件平移 TcRnjsY$  
    i|=}zR  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 V&GFGds  
     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。 *~fN^{B'!  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 E\'_`L  
    8N|*n"`}  
    6bqJM#y@  
    5. 总结 q^12Rj;H  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 FRfMtxvU  
    R]ppA=1*_l  
    4. 仿真 RRq*CLj  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 %/U Q0d~b  
    s?_b[B d  
    5. 计算 ~=#jO0dE|  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ` 6"\.@4  
    +>I4@1qC-|  
    6. 研究 6aK%s{%3s  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 w.0.||C O  
    (EohxLl!p  
    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。 `knw1,qL"  
    sCnZ\C@u  
    扩展阅读 bfa5X<8  
    e HOm^.gd  
    1. 扩展阅读 JWxPH5L  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 4.VEE~sH$  
    blp)a  
     开始视频 29Gej Lg |  
    - 光路图介绍 =z@'vu$Fh  
    - 参数运行介绍 W>@+H"pZ  
    - 参数优化介绍 pp{%\td  
     其他测量系统示例： Sb{S^w\m0  
    - 迈克尔逊干涉仪     uCUBs(iD  
     
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