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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 lTb4quf8I  
    J5dwd,FQ  
    应用示例简述 FQY{[QvF~  
     r@")MOGc  
    1. 系统说明 8/W(jVO(-  
     Ckd j|  
    光源 ^UU@7cSi|G  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) kU :ge  
     元件 tb$I8T  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 NM FgCL  
     探测器 dfy]w4ETB  
    — 干涉条纹 Qa`+-W u8  
     建模/设计 'q>2WP|UY9  
    — 光线追迹：初始系统概览 xER-TT #S  
    — 几何场追迹加(GFT+)： `qoRnG  
     计算干涉条纹。 _[)f<`!g_V  
     分析对齐误差的影响。 TAL,(&[s  
     x%h4'Sm  
    2. 系统说明 >EE}P|=-  
     v']Tusmg  
    参考光路 K HyVI6N[  
    l,fwF ua  
    3. 建模/设计结果 r+TvC{  
    g'X{  
    K;8{qQ*  
    4. 总结 79&=MTM  
     ]S0=&x@,  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 uNKf!\Y  
     @LSfP  
    1. 仿真 "+XF'ZO  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 /,d]`N!  
    2. 计算 8I8{xt4   
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 953GmNZ7  
    3. 研究 ]hMs:$}  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 PGd?c#v#  
    D :)HK D.  
    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。 ?_-5W9  
     q}P UwN6  
    应用示例详细内容 -6W$@,K  
    系统参数 vRkVPkZ6|  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 xWK0p'E0  
     n\GN}?4  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 A&N$=9.N1  
    B#]:1:Qn  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ke<l@w O  
     GX+Gqj.  
    2. 说明：光源 xLdkeuL[%  
     $~e55X'!+  
    63`5A3rii  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 :jy}V'bn$  
     因此，相干长度大于1m s .@Szq  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 j ];#=+  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 =qvn?I^/  
    e%km}mA  
    v4]#Nc$~T  
     ], IQ~  
    3. 说明：光源 /2Z7  
    W K(GR\@  
    C).+h7{nd  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ^V~^[Yp  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 "#:h#uRUb  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 _Tf %<E  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ' %&-`/x  
    4. 说明：光学元件 ~Qd|.T  
    S c ijf 9  
    $azK M,<q  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 bzaweA H  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 #nQboTB@  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 3, 3n  
     透镜材料为N-BK7。 e<{waJ1  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 i# fvF)  
     ec,Bu7'8  
    3!h3flE  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 de9e7.(2  
     [s[!PlazX  
    4av  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 (Z0.H3  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [s+FX5'K  
    uF ;8B]"  
    6. 分光器的设置 NxzAlu  
    |kF"p~s  
    Zbr1e5?  
    tiy#b8  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 &k`/jl;u  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 hXD`OlX  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 o{' J O3  
    cR&d=+R&  
    7. 合束器的设置 "u'dd3!  
    t]{, 7.S  
    5k c?:U&  
    <vzU}JA\  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 &Z}}9dd  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 K<k\A@rv8H  
    @.=2*e.z|b  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 *c( J4  
    8/}S/$  
    DB'3h7T  
     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)。 ivSpi?   
    应用示例详细内容 Snq0OxS[v  
    仿真&结果 qL$\[(  
    b%X<'8 z9Z  
    1. 结果：利用光线追迹分析 cef:>>6_  
    )7m.n%B!5V  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 )"Wy/P  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    }5d|y*  
    EkOn Rm_hn  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 T2to!*T  
    (9)uZ-BF,  
    ^fU,9  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 o{7w&Pgs2  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 t?p>L*  
     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。
    B~3qEdoK5`  
    R?] S<Z  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 zB"y^g  
    m.U&O=]5  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 >BjZ{7?Ok  
     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°。 /pp;3JPf  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 i;67< f}-  
    x&gS.b*  
    4. 对准误差的影响：元件平移 nB |fw"  
    >SS979  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Lf,C5 0  
     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。 .Zx7+`i  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ks8xxY  
    hw&~OJeo  
    1k)`C<l  
    5. 总结 r+n hm"9  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 af/;Dr@  
    H"rIOoxf  
    4. 仿真 z.:IUm{z  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 AH ]L C6-  
    }& 01=nY  
    5. 计算 z"!=A}i  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 e)4L}a  
    P' k`H  
    6. 研究 {Yt i  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Rx4O?7;  
    {"^#CSi  
    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。 .Tc?9X~4  
    MLn?t^v-  
    扩展阅读 j,g.Eo  
    h{Y#. j~aS  
    1. 扩展阅读 ;hPo5uZQ  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 +'D #VG  
    +C(/.X Kz%  
     开始视频 <V*M%YWs  
    - 光路图介绍 EJO6k1  
    - 参数运行介绍 [M:BJ%*  
    - 参数优化介绍 OSCeTkR  
     其他测量系统示例： :sek MNM  
    - 迈克尔逊干涉仪     $!"*h  
     
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