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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 ^gb2=gWZ<  
    7F+f6(hB  
    应用示例简述 uO"@YX/  
     Nkv2?o>l  
    1. 系统说明 nHZ 4):`  
     3*8#cSQ/6o  
    光源 N.&)22<m9  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) :$P < e~z'  
     元件 m1+DeXR_g  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 QF%@MK0zC  
     探测器 i~K~Czmok+  
    — 干涉条纹 .' X$SF`  
     建模/设计 g{<3*,  
    — 光线追迹：初始系统概览 |W#^L`!G  
    — 几何场追迹加(GFT+)： oxGOn('  
     计算干涉条纹。 Ma{|+\Q.Z  
     分析对齐误差的影响。 pdtK3Pf  
     WBC'~h<@  
    2. 系统说明 A`OU} 'v?L  
     i ;X'1TN(y  
    参考光路 Q^mJ_~  
    DVpqm6$ Q  
    3. 建模/设计结果 ->93.sge  
    !sR`]0  
    Dj<Vn%d*  
    4. 总结 t3bN P K^  
     NINyg"g<  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6'qs=Ql  
      wl9E  
    1. 仿真 a<vCAFQ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 T}4RlIZF  
    2. 计算  : [AW  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 y YF80mnJz  
    3. 研究 '<XG@L  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 L\n_q6n  
    2+ 9">a@  
    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。 E-! `6  
     /u#uC(Uwl  
    应用示例详细内容 d_]MqH>R\  
    系统参数 t,=khZ  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 iLS' 47  
     8+GlM+>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。 a2p<HW;)m  
    L TO1LAac  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 BQw#PXp3  
     V1"+4&R^T_  
    2. 说明：光源 Ng;E]2"  
     }hl# e[$  
    %} \@Wk~  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 T.&^1qWWA  
     因此，相干长度大于1m 4'_uN$${$  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 f+gyJ#R`  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 >B~p[wh0  
    * =r,V  
    %JiA,  
     <4(rY9   
    3. 说明：光源 t|%iW%m4  
    lm@<i4%$F  
    FtY*I&  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 c: #1Aym  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 rY($+O@a<  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 `Jz"rh-M  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     m: w/[|_  
    4. 说明：光学元件 }HXNhv-K  
    u^V`Ucd"R  
    ,hX03P-X  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Vh'H5v^  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 HM--`RJ  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 YMJjO0  
     透镜材料为N-BK7。 {]|};E[}m  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 oIbd+6>f  
     3pq&TYQU  
    ##yi^;3Y  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Ku&0bXP  
     AA yzT*^  
    O7q-MeMM  
     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)。 @\[&_DZ  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 VJJw"4DJ  
    '<8ewU  
    6. 分光器的设置 !y?g$e`  
    v#D9yttO{  
    qTiX;e\W  
    PZH]9[H  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 1kTJMtZG~  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 k(hes3JV  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 l=bB,7gL  
    7kG>s9O  
    7. 合束器的设置 }^P(p?~  
    1 !OQxY}f  
    #!9aTp).AL  
    'du:Bxl`d4  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 }GQ8|fg`U  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 d) G7U$z~  
    o_os;  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 vNi7=3  
    aI+:rk^  
    6}{2W<  
     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)。 PX(Gx%s|  
    应用示例详细内容 h^34{pKDn  
    仿真&结果 Qh)@-r3  
    ].2q.7Yur  
    1. 结果：利用光线追迹分析 s`GSc)AI  
    Alh%Z\  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 +<@7x16  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ~D<o}ItRF  
    ,Ea.ts>  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 N$?mula  
    ]?mWnEi!z  
    ZXHG2@E)  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 8R8J./i.K  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 A^%z;( 0p  
     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。
    op&,&  
    =4+UX*&i?.  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 )!p=0&z@{  
    =F8uuYX%m  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 (/Z~0hA[Q  
     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°。 az0( 54M  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ~F>oNbJIv  
    B>#zrCD  
    4. 对准误差的影响：元件平移 x\;`x$3t  
    qV8;;&8r  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 HC}D<FX |  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 BeaX 0#\  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Mz+|~'R  
    +z;xl-*[  
    `=b*g24z[N  
    5. 总结 Yca9G?^\v  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 W{ @lt}  
    ANp4yy+  
    4. 仿真 09%q/-$  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 W&BwBp]K  
    htlsU*x  
    5. 计算 BAg*zYV7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @MAk/mb&  
    @l>\vs<  
    6. 研究 t*e+[  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9BNAj-Xa  
    %v : a  
    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。 U|-4*l9Ed  
    "`C|;\w  
    扩展阅读 WO^sm Ck  
    VH,k EbJ  
    1. 扩展阅读 bq<QUw=]q&  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 d q"b_pr;  
    <74q]C  
     开始视频 dSk\J[D  
    - 光路图介绍 .'5yFBS  
    - 参数运行介绍 o9q%=/@,  
    - 参数优化介绍 qJ#?=ITE  
     其他测量系统示例： Q3wD6!'&m  
    - 迈克尔逊干涉仪     yTkYPx  
     
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