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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 *9)yN[w  
    Gm.2!F=R4A  
    应用示例简述 {No Y`j5S  
     E9~}%&  
    1. 系统说明 r"bV{v  
     v)s; wD  
    光源 .ovG_O  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) z 8y.@<6  
     元件 2e| m3  
    — 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 'H8;(Rw  
     探测器 $c1xh.  
    — 干涉条纹 kmur={IR  
     建模/设计 $ )orXe|  
    — 光线追迹：初始系统概览 `g^bQ x  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Pt\GVWi_t  
     计算干涉条纹。 b<\aJb{2  
     分析对齐误差的影响。 s]'EIw}mo  
     FfpP<(4  
    2. 系统说明 Qa@] sWcM  
     R>y/Y<5=  
    参考光路 3fd?xhWbN  
    9six]T  
    3. 建模/设计结果 #iVr @|,  
    _ 0h)O  
    v/[*Pze,C  
    4. 总结 cllnYvr3  
     Y0xn}:%K  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 0}qnq"  
     u`Abko<D  
    1. 仿真 N-YCOSUu  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 1g>>{ y  
    2. 计算 S:{`eDk\A_  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 DW >|'w%  
    3. 研究 L7PM am  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 I~) A!vp  
    0;Z] vl/|  
    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。 rt C:3fDy  
     e_3($pj  
    应用示例详细内容 ^k5#{?I  
    系统参数 9^1li2zk{  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 M~P h/  
     "5b4fQ;x  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 Qv;q*4_  
    o|Kd\<rY  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 bu,xIT^  
     M@<r8M]G  
    2. 说明：光源 DsCbMs=Y  
     \W+Hzf] W#  
    G0b##-.'^  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 !P@4dG  
     因此，相干长度大于1m P 9?I]a)G  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 K8 Hj)$E61  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 SdNxSD$Q  
    tKY g  
    S0H|:J  
     Zy=DY  
    3. 说明：光源 +@qIDUiF3  
    m_h$fT8 _  
    U$ Od)  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ZDbzH=[  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 {-1N@*K  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 YYF.0G}  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     uxbLoE  
    4. 说明：光学元件 >6Ody<JPHP  
    ~ugH2jiB  
    6[\1Nzy>  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 `2hLs _  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 46gDoSS  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 BE)&.}l  
     透镜材料为N-BK7。 EL(B XJrx{  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 GsU.Lkf  
     .s\_H,  
    Dn:1Mtj-  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 R#4f_9e<Z  
     0.0r?T  
    (je`sV  
     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)。 0y3C />a  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 cS(=wC  
    F0ylJ /E  
    6. 分光器的设置 yi*EE%  
    *3rp g  
    5#mHWBGd7  
    OlX#1W]  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ~T!D:2G  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ;jh.\a_\  
     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 G6pR?K+  
    ufo\p=pGG  
    7. 合束器的设置 \d-9Ndp nf  
    %J+k.UrM  
    BFZ\\rN`  
    E&>;a!0b]  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 emIF{oP  
     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。 5? *Iaw  
    >%A~ :  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 *0Wkz'=U  
    $ZlzS`XF7  
    s:ojlmPb  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ?f:ND1jU  
    应用示例详细内容 |y&vMx~t  
    仿真&结果 <SiJA`(7  
    2]V8-  
    1. 结果：利用光线追迹分析 3j2d&*0  
    SK 5__Ix  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 (5kL6d2  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    q+ka}@  
    F]cc?r312  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 r{wf;5d(  
    c=aVYQ"2  
    vdd>\r)v  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 K~+x@O*  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 7pM&))R  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ^ # 3,*(S  
    :=\`P  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 2]}e4@{  
    ge#P(Itz  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 e}iv vs2  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 4%7Oaf>9  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 |WSm puf  
    vj"['6Xa  
    4. 对准误差的影响：元件平移 S2?)Sb`  
    B-V   
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 W?0u_F  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 }[OEtd{  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 n1)].`  
    X/H2c"!t  
    9#a/at]  
    5. 总结 tD])&0"(  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~zDFL15w  
    u?KG%  
    4. 仿真 .jl^"{@6  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Qm4cuV-0{  
    Kr%`L/%  
    5. 计算 ]0g1P-&,U  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 zwK$ q=-:  
    X [;n149o  
    6. 研究 4Yd$RP  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Oyp)Wm;@  
    2>.>q9J(  
    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。 *2Q x69`  
    GuQ#  
    扩展阅读 BG+X8t8\  
    j&0t!f.Rv  
    1. 扩展阅读 V,eH E5C  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 j2jUrl  
    c}w[ T  
     开始视频 B|SX?X  
    - 光路图介绍  =h}PL22  
    - 参数运行介绍 4}Hf"L[ l  
    - 参数优化介绍 kp*BAQ  
     其他测量系统示例： w^/"j_p@  
    - 迈克尔逊干涉仪     M+lI,j+  
     
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