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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 wPlM= .Hq?  
    VW-qQe  
    应用示例简述 sg2;"E@  
     ^q:-ZgM>  
    1. 系统说明 i?x gV_q;  
     1[%3kY-h  
    光源 k# [!; <  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ul~ux$a  
     元件 n5:uG'L\  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 E9:@H;Gc  
     探测器 -$Oh.B`i  
    — 干涉条纹 $R9D L^iD  
     建模/设计 380`>"D  
    — 光线追迹：初始系统概览 3JnpI,By  
    — 几何场追迹加(GFT+)： `2lS@  
     计算干涉条纹。 FY1iY/\Cn  
     分析对齐误差的影响。 9]4Q@%  
     kpm;ohd  
    2. 系统说明 ZT0\V ]!B  
     T[oC='I+O  
    参考光路 v=U<exM6%  
    AZj&;!}  
    3. 建模/设计结果 ,;k+n)  
    pv_o4qEN  
    h0{X$&:  
    4. 总结 g`XngRb|j  
     ^HKXm#vAB  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @@65t'3S  
     @!8aZB3odt  
    1. 仿真 /9`4f"  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 WtT;y|W  
    2. 计算 HW@wia  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 kSAVFzUS  
    3. 研究 q+ax]=w  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 8wU$kK  
    [!'+}  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 YQBLbtn6(  
     ,81%8r  
    应用示例详细内容 Jw)JV~/0  
    系统参数 {}O~tf_  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 56v G R(  
     amBg<P`'_  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ':*H#}Br-#  
    7'0Vb !(  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ohx[_}xN  
     77>oQ~q  
    2. 说明：光源 ]aX@(3G1s  
     VkQ@c;C  
    c6h?b[]  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 vFPY|Vzh  
     因此，相干长度大于1m o Pe|Gfv\G  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 s9 - qR_  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 PR:k--)D  
    s68(jYC7[  
    N\{"&e  
     #]` uH{  
    3. 说明：光源 u]p21)m$x  
    ,i>`Urd  
    NL2 1se  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 rH@Rh}#yp  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 HDe\Oty_  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Q\Ek U.[I  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     !fOPYgAGKn  
    4. 说明：光学元件 6v`3/o  
    5EYGA\  
    GppCrQ%Ra|  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 {j2V k)\[i  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 dCC*|b8h  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 e~)[I!n  
     透镜材料为N-BK7。 \}Q=q$)  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 H& |/|\8F  
     ImXYI7PL  
    b8WtNVd  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 1@]&iZ]  
     d NACE*g;q  
    uwwR$ (\7  
     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)。 qBEp |V  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 (r|m&/  
    T#!>mL|9|  
    6. 分光器的设置 t G_4>-Y#w  
    t"=5MaQk-  
    b:==:d:0s  
    Wjb_H (D  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 b3A0o*  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 kx,.)qKk  
     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 @MSmg3 &  
    DbGS]k<$  
    7. 合束器的设置 h}O tz "  
    80lei  
    yl[I'fX66  
    0jTReY-W  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 6bm7^e(  
     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。 4BCPh:  
    +B*]RL[th  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 {npm9w<;  
    TgiZ % G  
    'D\X$^J^  
     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)。 oE ' P  
    应用示例详细内容 VLuHuih  
    仿真&结果 t2[/eM.G  
    z33UER"  
    1. 结果：利用光线追迹分析 q G%Y& P  
    1wFu3fh@  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 PR8nJts W5  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    yE}\4_0I/  
    a?[[F{X9^  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 \<{a=@_k9  
    gk6f_0?X'  
    $1yy;IyR  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ;Y7' U rn  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 nPyn~3  
     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。
    T^v763%  
    BH:A]#_{  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 |ADf~-AY  
    "&6vFmr  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 DU^.5f  
     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°。 Kg%9&l  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 64B.7S88  
    x^ `/&+m  
    4. 对准误差的影响：元件平移 $Q*R/MY  
    A \/~u"Y  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 uu6 JZp  
     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。 }e\"VhAl/  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 -1Q24jrO-  
    q T6y&  
    UoxlEec  
    5. 总结 [F6 )Z[uG  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^ 4`aONydl  
    6KddHyFz  
    4. 仿真 D ,kxB~  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 p:08q B|uQ  
    ,L& yKS@  
    5. 计算 {$8+n::  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 a_b#hM/c;  
    aC1z.?!U  
    6. 研究 +>PsQ^^x  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Yq ]sPE92  
    ;\K]~  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 t3)6R(JC  
    FX!KX/OE)  
    扩展阅读 w)7y{ya$  
    VhO+nvd*W  
    1. 扩展阅读 gTj,I=3$?e  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 a2P)@R  
    UFj H8jSBx  
     开始视频 +La2-I  
    - 光路图介绍 _=HaE&  
    - 参数运行介绍 #D9.A7fCc5  
    - 参数优化介绍 L3b0e_8>R  
     其他测量系统示例： SH)-(+72d  
    - 迈克尔逊干涉仪     k[f2`o=  
     
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