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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 qve2?,i8hM  
    agX-V{l.  
    应用示例简述 P6* IR|  
     ),5^bl/  
    1. 系统说明 17[7)M88  
     9mkt.>$  
    光源 H27_T]\  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) SnVIV%  
     元件 MIasCH>r  
    — 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 +N2?fgA  
     探测器 t_c;4iE  
    — 干涉条纹 |xyN#wi  
     建模/设计 wI\v5&X-B  
    — 光线追迹：初始系统概览 iZGc'y  
    — 几何场追迹加(GFT+)： /g2(<  
     计算干涉条纹。  49&p~g  
     分析对齐误差的影响。 ! FbW7"yE  
     HMJx[ yD  
    2. 系统说明 j[Uul#  
     N~g @  
    参考光路 Ua]shSjyI  
    m&jh7)V  
    3. 建模/设计结果 s QfP8}U  
    j`Fsr?]/  
    8r(S=dA  
    4. 总结 L=ZKY  
     6-U|e|e  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 oe,L&2Jz@  
     Q~<$'j  
    1. 仿真 -qz;  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y s[JxP  
    2. 计算 $J&ww P[  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ^yg`U(  
    3. 研究 =8[4gM+  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 4- z3+e  
    :VC#\/f  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Wfgs[  
     Au,xIe!t  
    应用示例详细内容 5hak'#2  
    系统参数 iZ2|/hnw  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 XzGPBi  
     Q9=vgOW+  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 >Du5B&41  
    .t|vwx  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _P.+[RS@  
     JaP2Q} &B  
    2. 说明：光源 tK{2'e6x  
     8xzEbRNJ)  
    #FKo:id`K  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 &P Wz4hZ  
     因此，相干长度大于1m Q]Q]kj2  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 I)I,{xT4  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 0G?0 Bo  
    26un=  
    +"rZ<i  
     UO$z_ p]w  
    3. 说明：光源 C5m6{Oo+-  
    #aUe7~  
    .w2X24Mmb  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 fl>*>)6pm  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 +[@Ug`5M  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 pH5"g"e1  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ?XO$ 9J  
    4. 说明：光学元件 ~E&drl\  
    W#!![JDc  
    \hv1"WaJ  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 3D70`u  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 9^l_\:4  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 pv8"E?9,k  
     透镜材料为N-BK7。 Ag QR"Nu6  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ;Q>(%"z};  
     i2`i5&*  
    [Dd?c,5AD  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 z 3)pvX5  
     C^I  h"S  
    } _Yk.@J5  
     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)。 //*>p  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 3Qmok@4e)  
    /~*U'.V  
    6. 分光器的设置 J'B6l#N  
    Q|Uq.UjY  
    w A<JJ_R  
    l<0 BMwS8  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 TMZg GUn  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 sXxF5&AF0  
     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 e!wBNcG2  
    O{hGh{y  
    7. 合束器的设置 =;Gy"F1 dp  
    'V=w?G 5  
    s8iJl+Jm  
    ^50#R< Ny  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 NidG|Yg~Z  
     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。 Fn0Rq9/@  
    K| #%u2C  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 v`8dRVN  
    i~ D,  
    u1 d{|fF  
     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)。 PW)XDo7  
    应用示例详细内容 AA34JVm]  
    仿真&结果 aW$( lf2;  
    qYLOq `<f  
    1. 结果：利用光线追迹分析 AG6tt  
    b?`8-g  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 vG9A'R'P  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    <EKDP>,~  
    #7K&x.w$  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 \v.16obH  
    ZZqImB.Cz6  
    ~9#[\/;"  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 j2NnDz'  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 n)$T zND  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ;7CE{/Bq.p  
    g,/gApa  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 '#d`K.;_b.  
    ka3Jqy4[  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 Fa78yY+6  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 16=tHo8|  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 f6n'g:&.W  
    @WVpDhG  
    4. 对准误差的影响：元件平移 Ht#5;c2/  
    pcIJija:  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 `ro~l_U;A  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 KMZ:$H  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 & %4x  
    v#i,pBj  
    [U[saR\  
    5. 总结 3gZ|^h6 +  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 aV3:wp]Gn  
    LO{{3No  
    4. 仿真 tEP~`$9  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 "C 7-^R#  
    @#[<5ld  
    5. 计算 =9@{U2 =l  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1?s]nU  
    *cn,[  
    6. 研究 !_<zK:`-L  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 V"=(I'X  
    Om`VQ?  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 V;$ME4B\{  
    Ia-`x/r*m  
    扩展阅读 ``bIqY  
    e\%emp->  
    1. 扩展阅读 kd^CZ;O  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 k fS44NV  
    W9>q1  
     开始视频 wRu+:<o^.  
    - 光路图介绍 QV/ o;  
    - 参数运行介绍 O^(ji8[l  
    - 参数优化介绍 5*QNE!  
     其他测量系统示例： Ul#||B .c{  
    - 迈克尔逊干涉仪     tVJ}NI #  
     
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