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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 o1^Rx5  
    ~A-Y%P  
    应用示例简述 *%p`Jk-U  
     Z^_-LX:%  
    1. 系统说明 \YMe&[C:o  
     >"?jW@|g  
    光源 WH^^.^(i  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) [PP &}.k4"  
     元件 @en*JxIM  
    — 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 'OjsV$_  
     探测器 !Sj0!\  
    — 干涉条纹 DGrk}   
     建模/设计 5N /NUs   
    — 光线追迹：初始系统概览 #[B]\HO  
    — 几何场追迹加(GFT+)： sO$X5S C9  
     计算干涉条纹。 j.O+e|kxU  
     分析对齐误差的影响。 7^<{aE:  
     :SJxG&Pm=~  
    2. 系统说明 `~;`q  
     "xxt_  
    参考光路 ^=.QQo||B  
    C(!A% >  
    3. 建模/设计结果 nA4PY]  
    1wTPT,k  
    EgB$y"fs  
    4. 总结 e,8[fp-7  
     Ef2i#BoZ  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 T6^ H%;G  
     !E.CpfaC  
    1. 仿真 kC8M2|L  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 @0[#XA_>  
    2. 计算 &|Cd1z#?  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +JlPQ~5  
    3. 研究 ~`Rb"Zn  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ?Jy /]j5fI  
    ,We'A R3X  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 @ CNe)&U  
     0/TP`3$X#"  
    应用示例详细内容 j[Z<|Da  
    系统参数 ttfCiP$  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 b2Oj 1dP1  
     \\9I:-j:p  
     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。 \6L,jSoBl  
    :N#8|;J1Fl  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 {NTMvJLm  
     k\<8h%  
    2. 说明：光源 OYLg-S  
     A(}D76o_  
    G;he:Bf  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 w:HRzU>  
     因此，相干长度大于1m Boj#r ,x  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 F1GFn|OA  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 )l6(ss!J  
    kK%@cIXS3  
    :D:Y-cG*n<  
     YS0^ !7u  
    3. 说明：光源 PUbfQg  
    Qy7pM8~h  
    &1Cif$Y4w  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 _X)`S"EsJ  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~jD~_JGp  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 e#!,/p E  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     *6/OLAkyF  
    4. 说明：光学元件 c@|f'V4  
    BK)3b6L=%  
    .Ge`)_e  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 <TEDqQ  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 pv"QgH  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 k< $(  
     透镜材料为N-BK7。 vWVQ8S.  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 &|I{ju_  
     [pX cKN  
    ?%ei+  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 q_86nvB<  
     '4)4*3z,  
    Fp~0 ^  
     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)。 OICH:(t_  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 UFGUP]J>  
    ZLlAK?N  
    6. 分光器的设置 [vn"r^P  
    ~u-_DOA  
    #3}!Q0   
    ~tZy-1  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 v9MliD'  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 YJB/*SV^  
     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 "sJ@_lp  
    %@^9(xTE  
    7. 合束器的设置 ![ @i+hl  
    $ E-c%-  
    jhB+ ]  
    icN#8\E  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Cig! 3  
     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。 H,Yrk(O-  
    m+3]RIr&A  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 U.c~l,5%"  
    $g  '4'  
    RU+F~K<  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 q DPl( WXb  
    应用示例详细内容 I<!,_$:  
    仿真&结果 oH1]-Nl$  
    JlE b  
    1. 结果：利用光线追迹分析 @<z#a9  
    \4Z"s[8}  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 UQnv#a>  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ^w*&7.Z  
    N4w&g-  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 G5 *_  
    cv9-ZOxJ  
    CO{AC~  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 1?{w~cF}  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ] 69z-;  
     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。
    no9=K4h`  
    pykRi#[UrX  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 MrhJk  
    q],/%W  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 xbs X-F  
     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°。 AME<V-5  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 i+~H~k}"X  
    `3L?x8g  
    4. 对准误差的影响：元件平移 !Q{~f;L  
    LsaRw-4.c  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 E[M.q;rM  
     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。 r?}L^bK  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 wj9 Hh  
    =po5Q6@i  
    l-M .C8N  
    5. 总结 seA=7c5E  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 b ix}#M  
    )]{&  
    4. 仿真 VV"1IR  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 _F3= H]P  
    vnH[D)`@  
    5. 计算 dwz {Yw(  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :PP!v!vk  
    7-c3^5gn{  
    6. 研究 g>H\"cUv  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 rQ&F Gb  
    0b+End#mp  
    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。 '/@i} digf  
    ICUI0/J  
    扩展阅读 uY:u[  
    C[nacAi  
    1. 扩展阅读 ?Bsc;:KF  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 aKw7m= {  
    `:5W1D(  
     开始视频 &u0on) E  
    - 光路图介绍 kRB2J3Nt.  
    - 参数运行介绍 o & kgRv[  
    - 参数优化介绍 89[OaT_hs  
     其他测量系统示例： y-vQ4G5F|  
    - 迈克尔逊干涉仪     WGI4DzKa  
     
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