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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 4]RGLN  
    6W."h PP  
    应用示例简述 f sAgXv  
     :Eq=wbAw  
    1. 系统说明 Z{7lyEzBg  
     pXPwn(  
    光源 Urur/_]-%  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 7$'%*|C.  
     元件 IwhZzw w  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 W+V#z8K  
     探测器 pzmm cjEC  
    — 干涉条纹 7F.t>$'  
     建模/设计 aN{C86wx  
    — 光线追迹：初始系统概览 h.FC:ym"  
    — 几何场追迹加(GFT+)： *`[dC,+`.  
     计算干涉条纹。 .j:[R.  
     分析对齐误差的影响。 cZT;VmC  
     @kC>+4s!  
    2. 系统说明 -Czq[n=0(  
     Lzu;"#pw  
    参考光路 gsd9QW  
    3Vjuk7  
    3. 建模/设计结果 saQA:W;  
    "I?sz)pxG  
    ^:W.R7|  
    4. 总结 Gjq:-kX\  
     SHS:>V  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =( b;Cow  
     |&+g,A _w  
    1. 仿真 XbdoTriE  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 e|u|b  
    2. 计算 ).@8+}`  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 J"'2zg1&  
    3. 研究 ysD @yM,  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 I`w1IIY?m  
    /*s:ehj  
    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。 4a]m=]Hm  
     P]gksts9f.  
    应用示例详细内容 j J6Yz  
    系统参数 N8|=K_;&  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 E"!C3SC [  
     pisjfNT`o  
     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。 AEaT  
    MJ'|$b}  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *F/uAI^)  
     j|gv0SI_ w  
    2. 说明：光源 }r^@Xh  
     'bp*hqG[  
    Vzf{gr?  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 dO.?S89L  
     因此，相干长度大于1m ^~}|X%q3  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 /l_ $1<c  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 |1J=wp)#  
    X||Z>w}v  
    )iadu  
     6He7A@Eh  
    3. 说明：光源 2xRb$QF  
    $+P9@Q$  
    +F q`I2l|  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 _KiaeVE  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 qCK)FOU  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 "8 |y  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     yO.3~H)c  
    4. 说明：光学元件 (.\GI D+i  
    Z0T{1YEJ  
    |,M&ks  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 3;=nQ{0b  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 f 'aQ T  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 b2c% 0C  
     透镜材料为N-BK7。 :/fG %e  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 8;9GM^L  
     7onMKMktM%  
    R_ J=x  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 5(bG  
     m)9N9Ii#)  
    dq~p]h~,H  
     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)。 dgPJte%i  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 aVvi_cau  
    `84pql,  
    6. 分光器的设置 4S|! iOY  
    'JY*K:-  
    fVv#|   
    G3&ES3L  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 9PhdoREb  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 pgz3d{]ua  
     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 ?^P#P0  
    ~(Gv/x  
    7. 合束器的设置 B' 6^E#9  
    awuUaE  
    J'^s5hxn+0  
    dj4 g  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 _i~n!v  
     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。 ,pir,Eozg  
    ], Wh]q  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 xG0IA 7  
    {n%-^9b1{&  
    FW&P`Iu  
     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)。 nMc3.fM  
    应用示例详细内容 {OP-9P=p  
    仿真&结果 <K:?<F  
    [bkMl+:/HG  
    1. 结果：利用光线追迹分析 )xCpQ=nS  
    3 2Q/4  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ! e6;@*  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    D.)$\Caq  
    ,$5;  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Q_/{TE/sO5  
    C-]H+p  
    Gdnk1_D>  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 'GQ1;9A57  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 [,Ts;Hy6Q  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    R0+v5E  
    eJ)Bs20Q  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Vi`+2%4  
    94I8~Jj4  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 >#dNXH]9  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 "[@-p  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 5R4h9D5  
    7M}T^LC  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ^te9f%>$l  
    : Ey  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 %Z&[wU~  
     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。 f[ GH  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 k='sI^lF  
    R+lKQAyC0=  
    +^<CJNDL9  
    5. 总结 zm2&\8J  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .{HU1/!  
    ] =b?^'  
    4. 仿真 *j><a  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 wQb")3dw  
    eJE?H]  
    5. 计算 !l~tBJr*sB  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 GB\.msls  
    JO5~Vj_"  
    6. 研究 +Es3iE @  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 NWwfNb>  
    MR%M[SK1  
    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。 `kyr\+hp  
    N4!YaQQ;}  
    扩展阅读 C2AP   
    9%oLv25{)  
    1. 扩展阅读 8~:qn@ Z|E  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Ts:dnGR5  
    rj$u_y3S*  
     开始视频 $rs7D}VNc  
    - 光路图介绍 c;w cgU  
    - 参数运行介绍 C5i]n? )S  
    - 参数优化介绍 u%5B_<90V  
     其他测量系统示例： ,nMLua\  
    - 迈克尔逊干涉仪     EU ThH.  
     
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