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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 m{>"  
    g_PP 9S_?  
    应用示例简述 8d1qRCIz  
     ;L",K?6#  
    1. 系统说明 i \Yd_  
     X9c<g;  
    光源 KN@ [hb7%  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) M-;Mw Lx  
     元件 3 P75:v  
    — 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 \N0wf-qa=  
     探测器 |$\1E+  
    — 干涉条纹 NH5sV.vvc  
     建模/设计 H{_D#It  
    — 光线追迹：初始系统概览 Q<szH1-  
    — 几何场追迹加(GFT+)： WJ8osWdLu  
     计算干涉条纹。 ;j~%11  
     分析对齐误差的影响。 DHjfd+E=s  
     Xsn M}  
    2. 系统说明 ]) v61B  
     g<DXJ7o  
    参考光路 _lT'nFe =Q  
    L B.B w  
    3. 建模/设计结果 *E>R1bJ8  
    @ZYJY  
    w|I5x}ZFG  
    4. 总结 8t< X  
     aox@- jyr  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 : maBec)  
     zZY1E@~  
    1. 仿真 PGZe'r1E9  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 nT~XctwF  
    2. 计算 S^i8VYK,C5  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6o]{< T/'  
    3. 研究 2ZbSdaM=  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 qxyY2&  
    3DCR n :  
    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。 GaJE(N  
     Pec40g:#F  
    应用示例详细内容 )_Hv9!U]e  
    系统参数 U![$7k>,pr  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 247vU1  
     gs.+|4dv  
     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。 xHx_! )7  
    %PPy0RZ^  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Mc8_D,7  
     ~ e<,GUx(]  
    2. 说明：光源 ,T ^A?t  
     HsRoiqo  
    Cnc=GTR i  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <JXHg, Q  
     因此，相干长度大于1m p_zVrlVb  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 lR F5/  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ]f`UflMO8  
    Z,-TMtM7  
    ~U]%>Zf  
     qauvwAMuX  
    3. 说明：光源 <Nloh+n=  
     SN}3  
    1n*"C!q  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 5,O:"3>c  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 c8_,S[W  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 1j}e2H  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     23+JuXC6>  
    4. 说明：光学元件 tmeg=U7  
    Dl\0xcE  
    >$3 =yw%  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 zT!.5qd  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ?}uvpB1}  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 *y+K{ fM1  
     透镜材料为N-BK7。 PVN`k, 4  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 HFYe@2r  
     2]x,joB  
    n(n7"+B  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 n"~K",~P  
     E3x<o<v  
    !WB3%E,I  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 =8]Ru(#Ig  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 iP9Dr<P  
    QY\'Uu{  
    6. 分光器的设置 plzwk>b_  
    t`Xx\  
    |\C.il7  
    ds2xl7jg  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 sAK&^g  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 hbx+*KM  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 _jVJkg)]  
    nAsc^ Yh  
    7. 合束器的设置 d(5j#?  
    ,z((?h,nm  
    '81Rwp  
    d%!yFix;<  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 bDegIW/'w  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 p@?(m/m$  
    @ L/i  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 rdX;  
    :19s=0  
    kWbY&]ZO  
     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)。 E*v+@rv  
    应用示例详细内容 \ov]Rn  
    仿真&结果 dVJ9cJ9^  
    L'"od;(6R  
    1. 结果：利用光线追迹分析 CF+:v(NL  
    #yCnM]cEn  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Wx8 cK=  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    'E\qqE[;  
    tU8aPiUl  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 X(]J\?n'  
    E_xk8X~  
    fKs3H?|  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 G<~P||Lu^  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 2T"[$iH!7  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    /DSy/p0%  
    7l'1  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 kPnuU!  
    Z~"8C Kz  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 oTpoh]|[  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 s%N6^}N  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 pTYV@5|  
    ;s-fYS6(>{  
    4. 对准误差的影响：元件平移 %1i *Y*wg  
    S.owVMQ  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 r+MqjdXG  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 (j}edRUnB  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 d^|r#"o[  
    DH4|lb}  
    m&Y?]nbq  
    5. 总结 &([Gc+"5E.  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ( "J_< p  
    %S%0/  
    4. 仿真 b$B-LvHd1  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 k%LsjN.S  
    x=Ez hq]X  
    5. 计算 <)gTi759h)  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 R9Y{kk0M  
    3^F1hCB  
    6. 研究 6c[ L*1  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 'G3|PA7v  
    Z ^yn S  
    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。 3>^S6h}o  
    0h"uJco,  
    扩展阅读 ,Q8h#0z r  
    I#CS;Yh95  
    1. 扩展阅读 z`|E0~{-  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ??Dv\yLZI  
    m^a0JR}u9  
     开始视频 E._/PB  
    - 光路图介绍 HK.Si]:  
    - 参数运行介绍 |Lz7}g=6  
    - 参数优化介绍 V}t8H  
     其他测量系统示例： UeSPwY  
    - 迈克尔逊干涉仪     $K!6T  
     
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