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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-04-12
    测量系统 *]2R.u  
    -5xCQJ[  
    应用示例简述 ?`aTu:1#Z  
     ((cb4IX  
    1. 系统说明 T`Ro)ORC#  
     }9=2g`2Q  
    光源 B52H(sm  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Aqu]9M~  
     元件 h>|u:]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 ! ]\2A.b[  
     探测器 >fbo r'|  
    — 干涉条纹 (Y)!"_|  
     建模/设计 !EM#m@kZ{  
    — 光线追迹：初始系统概览 "Y(^F bs  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Xy!&^C` J`  
     计算干涉条纹。 ?} X}#  
     分析对齐误差的影响。 avy=0Jmj  
     ENyAF%6  
    2. 系统说明 $l#{_~ "m7  
     _25d%Ne0  
    参考光路 6?!I  
    ]hKgA~;  
    3. 建模/设计结果 >[8#hSk  
    Gql`>~  
    zHqhl}  
    4. 总结 sbA2W~:  
     gWi{\x8dt  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /yp/9r@T0  
     z{' 6f@]  
    1. 仿真 U3N(cFXn  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 9M]^l,  
    2. 计算 T g{UK  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [G=:?J,P  
    3. 研究 %Gu][_.L  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 x,f>X;04  
    "8?TSm8  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 uR^.  
     X?R |x[  
    应用示例详细内容 Hh@2m\HA  
    系统参数 ?CFoe$M  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 I8Kb{[?q  
     2md.S$V$,  
     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。 =R2l3-HA=  
    >+SZd7p  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 $N dH*  
     BtID;^D z  
    2. 说明：光源 hm6pxFkX_  
     EZ `}*Yrd  
    DiR'p`b~  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ~M; gM]r;  
     因此，相干长度大于1m N"K\ick6J  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 IW mHp]  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 >HX)MwAP  
    La]4/=a  
    fQ1 0O(`g,  
     x*J|i4  
    3. 说明：光源 BJ2Q2W W  
    pW7kj&a_.  
    mQL8QW[c  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ;&q]X]bJ  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 4]]b1^vVj  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 &<@%{h@=  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     9j2\y=<&  
    4. 说明：光学元件 /xJY7yF  
    > R#9\/s  
    ;!:F#gahv  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 g/!Otgfu  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 t +J)dr  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 `[&v  
     透镜材料为N-BK7。 VD9J}bgJ  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 zaBG=  
     &jFKc0\i@  
    @T_O6TcY  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Q+lbN  
     Z+Xc1W^  
    ?N(u4atC  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 \1~I04'=  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 P$Ax c/H  
    EL"4E',  
    6. 分光器的设置 sC9-+}  
    Iht@mE  
    C5cFw/',  
    <jg8y'm@0  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 9wzg{4/-$  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 a~6ztEhGm  
     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 -GK'V  
    B JU*`Tx  
    7. 合束器的设置 V!\n3i?i  
    /m;O;2"  
    [O [FCn  
    O-?z' @5cI  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 b5[f 5  
     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。 q;IhLBl'  
    JtThkh'-"  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 L,GShl0S  
    HK^a:BI  
    #%;<FFu\  
     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)。 0@:Y>qVa  
    应用示例详细内容 bU:V%B?=]  
    仿真&结果 9&&kgKKGQ  
    %}\ vW  
    1. 结果：利用光线追迹分析 8xc8L1;  
    kqQphKkL  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 :~-)Sm+^  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    }rFThI  
    >aX:gN  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 2&suo!ig  
    S.qk%NTTD  
    ,HQ1C8  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 c9 gz!NE  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 e=0l<Rj  
     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。
    >N :|Km\  
    WNCM|VUl  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 u XaL  
    yp( ?1  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 /QV [N  
     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°。 K]*g, s+  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 V< 2IIH5^  
    H9.oVF^~  
    4. 对准误差的影响：元件平移 C]aOgt/U  
    !pG+Ak?  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 fQ2!sV  
     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。 BDarJY  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ?v0A/68s#  
    wjN`EF5$}&  
    bjU 2UcI"<  
    5. 总结 @1/Q  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6GvhEulYR  
    ;5,`Jpca  
    4. 仿真 2&zn^\%"  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 =1V>Vd?8.  
    MYur3lj%_  
    5. 计算 # |[`1  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 j+z'  
    @n5;|`)\  
    6. 研究 vE^h}~5U  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,%"\\#3S  
    /1[}G!  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 'LtgA|c=  
    03i?"MvNo  
    扩展阅读 }I` ku.@5  
    yVu^ >  
    1. 扩展阅读 k)<~nc-  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 V{ 4i$'  
    *DPTkMQN  
     开始视频 1t~S3Q||>]  
    - 光路图介绍 !#cKF6%  
    - 参数运行介绍 ?15POY ?Z  
    - 参数优化介绍 9RCB$Ka6X  
     其他测量系统示例： ~@)- qV^~  
    - 迈克尔逊干涉仪     . }-@;:yh  
     
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