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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 <JF78MD\  
    o)"}DeV$&  
    应用示例简述 *7BY$q  
     KW+^9&lA  
    1. 系统说明 "Q2[A]4E  
     6S"bW)O  
    光源 U NQup;#h  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m)  gT O%  
     元件 L_)?5IOJ$  
    — 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 <C# s0UX  
     探测器 6st(s@>  
    — 干涉条纹 -Ah\a0z  
     建模/设计 \ {"8(ELX  
    — 光线追迹：初始系统概览 OEdp:dW|  
    — 几何场追迹加(GFT+)： P63z8^y  
     计算干涉条纹。 :T%,.sH  
     分析对齐误差的影响。 J +<|8D  
     ScZ$&n  
    2. 系统说明 +-qD!(&-6  
     0S/&^  
    参考光路 >4LX!^V"  
    LP=!u~?  
    3. 建模/设计结果 sDJ5'ul  
    Q`r1pO  
    (873:"(  
    4. 总结 iLv"ZqGrw  
     4.H!rkMM  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 h>bmHQ  
     /*r MveT  
    1. 仿真 c{||l+B  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y*wbFL6`  
    2. 计算 9FPl  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~;bwfp_  
    3. 研究 mz9Kwxe  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1D=My1B  
    0vQkm<  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 _IT,>#ba  
     oY+RG|j@  
    应用示例详细内容 R`TM@aaS:  
    系统参数 g&_0)(a\  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 &(Xp_3PO  
     -J? df  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 "UVV/&`o  
    g\ <Lb  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 @H7dQ, %  
     3'1O}xO  
    2. 说明：光源 M&Ycw XV:Z  
     c!w4N5aM  
    Szwa2IdI.  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ':.d,x)  
     因此，相干长度大于1m `DWzp5Ax  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Zh3]bg5  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Z [68ji]  
    60X B  
    [0)iY%^  
     %pTbJaM\U  
    3. 说明：光源 5 0~L(<  
    Y;-"Z  
    RsTpjY*Xb  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 8&`s wu&  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 EWH'x$z_q  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Nm\I_wjX  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     K;[V`)d'  
    4. 说明：光学元件 6 D!,vu  
    #n~/~*:i92  
    9H.E15B  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 li/O&@g`  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 nwO;>Qr  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 f$(w>B7..  
     透镜材料为N-BK7。 G=~T)e  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ;'=!Fv  
     p(f)u]1`  
    m;Sw`nw?  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 {d^&$~  
     9D8el}uHf  
    p?Yovckm  
     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)。 XPWK"t0 1  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 tw*qlbFHv  
    0 w@~ynW[  
    6. 分光器的设置 kw=+"U   
    YW/YeID  
    u\=Nu4)Z F  
     $7|0{Dw  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 }\l5|Ft[!  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 1j0yON  
     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 tYmWze. j  
    PX]A1Kt?  
    7. 合束器的设置 [@>Kd`!'  
    %li'j|  
    wPqIy}-  
    .bnoK  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 '1.T-.4>&  
     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。 ].:S!QO  
    }Qg9l|  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 LZ\}Kgi(!T  
    #a}fI  
    WOgbz&S?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)。 oSy[/Y44a  
    应用示例详细内容 :/Sx\Nz78  
    仿真&结果 -V4@BKI8  
    >rYP}k  
    1. 结果：利用光线追迹分析 UyK|KL  
    w6#hsRq[C  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 B8B^@   
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Is?0q@  
    na8A}\!<  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ULQ*cW&;?  
    ,|T   
    fdp/c wd  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 2/>AmVM  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 VCvuZU{<  
     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。
    p^~lQ8t  
    O`|'2x{[O  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 atW;S99#  
    :ykQ[d`:|  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 uCUQxFp  
     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°。 \Sg&Qv`  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 :K2N7?shA  
    4MIL# 1s  
    4. 对准误差的影响：元件平移 Hh54&YKZ  
    Ybd){Je"z  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 PtmdUHvD  
     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。 htMpL  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 gpE5ua&  
    Pme`UcE3H  
     l R;<6  
    5. 总结 xE4T\%-K  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p,ZubR J"  
    [/5>)HK} C  
    4. 仿真 $Ce`(/  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 &)\0mpLK9  
    )t @OHSl  
    5. 计算 d [K56wbpx  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 pm<<!`w"  
    m6'YFpf)V  
    6. 研究 (:E^} &A  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Ak>RLD25_  
    E})PNf;  
    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。 m,*t}j0 7  
    B8[H><)o\y  
    扩展阅读 G ytI_an8  
    }54\NSj0  
    1. 扩展阅读 O6boTB_2  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 }t"!I\C  
    inR8m 4c]P  
     开始视频 ?^,GaZ^V  
    - 光路图介绍 ^R K[-tVV  
    - 参数运行介绍 Wq"pKI#x  
    - 参数优化介绍 Cn+TcdHX  
     其他测量系统示例： I>ofSaN  
    - 迈克尔逊干涉仪     y"2#bq  
     
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