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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 [@@EE> y  
    W9S6 SO^\  
    应用示例简述 bQdu=s[  
     FLIU}doc  
    1. 系统说明 #Fkp6`Q$x  
     [J55%N;#1  
    光源 *]c~[&x5&  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 9}+X#ma.Nc  
     元件 4ZkaH(a1  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 |3>%(4 OS  
     探测器 }taG/kE62  
    — 干涉条纹 u[nLrEnD  
     建模/设计 BW ux!  
    — 光线追迹：初始系统概览 RQ4+EW 1G  
    — 几何场追迹加(GFT+)： NTVaz.  
     计算干涉条纹。 [MF&x9Ss?%  
     分析对齐误差的影响。 24\^{3nOK  
     B?4Iu)bCxI  
    2. 系统说明 gP>W* ]0r1  
     JD9=gBN\?  
    参考光路 vi` VK&+r  
    +K ,T^<F;  
    3. 建模/设计结果 \5j#ad  
    N|/gwcKe  
    JW"n#sR4  
    4. 总结 Lz!H@)-mr  
     >u]9(o7I  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1?G%&X@ X  
      IuMJ-"  
    1. 仿真 G[n;%c~`+  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 3mL(xpT.8z  
    2. 计算 Iu^I?c[  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 O^_CqT%  
    3. 研究   `#l1  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 mZ.gS1Dq  
    w*X(bua@  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ): fu]s"  
     A o@WTs9  
    应用示例详细内容 ux)Wh.5  
    系统参数 @.,'A[D!K  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 GGU wS  
     %g69kizoWi  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 @9l$j Z~x  
    6XnUs1O  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 I:1Pz|$`  
     yoz-BS  
    2. 说明：光源 Ml/K~H tN  
     y( UWh4?t  
    s+^1\  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Ox@$ }  
     因此，相干长度大于1m E+ /XKF  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 # wyjb:Ql  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 W,:j >v g  
    Jgy6!qUn_  
    cfy9wD  
     iH>b"H >  
    3. 说明：光源 M XuHA?  
    y,`q6(&  
    >y$*|V}k  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 c?6(mU\x  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 *2/6fhI[p  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 iz+,,UH  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     /=QsZ,~xo  
    4. 说明：光学元件 3h6,x0AG  
    3wQ\L=  
    s !I I}'Je  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -CALU X  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 0*j\i@  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 q?8#D  
     透镜材料为N-BK7。 lq?N>~PG  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 BF"eVKA  
     2#8PM-3"  
    ;KG}Yr72  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 d <zD@ z  
     .ts XQf  
    zLPCWP.u  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 |BO5<`&I  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 wkp$/IZKMj  
    g^U-^ f  
    6. 分光器的设置 MfA%Xep  
    ~se ;L  
    k8cR`5 @PK  
    I]~s{I(EK  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 @JOsG-VW~  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 "o@R}_4]q  
     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 X.rbJyKe  
    3Q,p,  
    7. 合束器的设置 6K >(n  
    lxBcO/  
    /q!_f!<q4x  
    $$R- >  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 9~ifST \  
     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。 ]agdVr^  
    5yp  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 5KssfI a  
    $<f+CtD4  
    {s?hXB  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 vmW`}FKW  
    应用示例详细内容 o/!a7>xO4  
    仿真&结果 V_9\Ax'X  
    f&X M|Bg  
    1. 结果：利用光线追迹分析 w!Z,3Yc)  
    ?MiMwVR  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 w h^I|D?"  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    0JhUncx  
    uW,rmd  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Tn$| Xa+:s  
    By<~h/uJ  
    ; d}  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 h5))D!  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ~$bQ;`,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。
    pf0uwXo  
    'b_SQ2+A  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 w Qp{z  
    JZ-M<rcC  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 y{nX 6  
     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°。 IZ]L.0,  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 2f 9%HX(5  
    C}]rx{xC  
    4. 对准误差的影响：元件平移  TJb&f<  
    ralU9MN.  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ,q Bu5t  
     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。 cp+eh  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 n\YWWW[wf  
    m RtE~~p  
    23`pog{n  
    5. 总结 7JP.c@s  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 AFNE1q;{\  
    e1K{*h  
    4. 仿真 v=+>ids  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 &E!-~'|z  
    3a,7lTUuB  
    5. 计算 [zl"G^z  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 R<1[hH9"o  
    Lmyw[s\U  
    6. 研究 C6,W7M[c  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 " gi 1{  
    $ZE"o`=7  
    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。 z^9df(  
    t`A5wqm  
    扩展阅读 rjT!S1Hs  
    YCB=RT]&`  
    1. 扩展阅读 HLDg_ On8  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 (8.|q6Nww  
    5,W DmhJ  
     开始视频 p:^;A/D  
    - 光路图介绍 L+" 5g@  
    - 参数运行介绍 N/ mC,7Q  
    - 参数优化介绍 zDof e*  
     其他测量系统示例： NU|T`gP  
    - 迈克尔逊干涉仪     F!yejn [  
     
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