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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 x;STt3M~  
    6s! =de  
    应用示例简述 1dy"  
     .NF3dC\  
    1. 系统说明 J/Ch /Sa  
     ue!4By8T  
    光源 W<~u0AyO 3  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) x IL]Y7HWM  
     元件 oHu7<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 8ux  
     探测器 d=g,s[FMm  
    — 干涉条纹 /Hq#!2)  
     建模/设计 %~lTQCPE  
    — 光线追迹：初始系统概览 A- #c1KU!  
    — 几何场追迹加(GFT+)： )fke;Y0  
     计算干涉条纹。 O;(n[k  
     分析对齐误差的影响。 R!x /,6,_  
     a5`9mR)Y$'  
    2. 系统说明 ZRa~miKyM  
     eQ =6< ^KZ  
    参考光路 )@ .0ai  
    iVM% ]\  
    3. 建模/设计结果 {'?PGk%v  
    W#x~x|(c  
    "Z-YZ>2  
    4. 总结 @< 0c  
     '|yBz1uL  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^|cax| >  
     A_.}- dzF  
    1. 仿真 =cx_3gCr{  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 4(8BWP~.y2  
    2. 计算 |1+ mHp  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 CL!s #w1I\  
    3. 研究 =MmAnjo  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;,@Fz  
    7wbpQ&1_  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 FeZGPxc~  
     W)odaab7  
    应用示例详细内容 >H]|R }h  
    系统参数 z) "(&__  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 v 5&8C  
     A=wh&X  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 i%r+/D)KvG  
    .H86f !=  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 W3B:)<f  
     6lQP+! EF  
    2. 说明：光源 9%?a\#C  
     DC'L-]#<  
    m*>gG{3;  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Okd7ua-f  
     因此，相干长度大于1m IG8I<+<o  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 nS^,Sq\Ak  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 [5MV$)"!j  
    8iUKG  
    'u:J "  
     &f/"ir[8i  
    3. 说明：光源 iz6+jHu'l  
    jh~E!%d77  
    #nS crs@  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 `M,Gsy1h  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 JuR x>F4  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4 :M}Vz-  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Ce@"+k+w  
    4. 说明：光学元件 %$+bO/f  
    F@-8J?Hl:  
    W@vCMy!  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。  0gJ{fcI  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 Y]"lcr}  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 -N1X=4/fg  
     透镜材料为N-BK7。 S2~im?^21  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 "lBYn2W  
     =O~Y6|  
    S 0mt8/ M  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )bB Va^  
     n wO5<b;  
    < *db%{  
     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)。 R"O,2+@<.  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 &MJ`rj[%  
    ;^so;>F  
    6. 分光器的设置 cbv%1DT3  
    [}?E,1Q3  
    a}kPc}n\  
    /k=k rAz.  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 {[r}gS%  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 dwUs[v   
     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 Y]+KsiOL  
    gq&jNj7V  
    7. 合束器的设置 md /NMC \  
    fvZ[eJ  
    p 8lm1;  
    y:R+;91  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 (Cbm*VL  
     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。 $&. rS.*  
    W$Z8AZ{E  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ryt`yO  
    Md>9Daa~  
    LTnbBh*mc  
     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)。 )W!\D/C+  
    应用示例详细内容 @6{F4  
    仿真&结果 }syU(];s  
    He  LW*  
    1. 结果：利用光线追迹分析 <y,c.\c!  
    o:lMRP~  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 9mB] \{^  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    (kSb74*g  
    1cd3m  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 jluv}*If  
    $!\Z_ :  
    rh6 e  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Ft?Y c 5  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 /=:F w}vt  
     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。
    dG}*M25  
    hCB _g  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 cs)R8vuB)z  
    G PL^!_  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 z]1g;j  
     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°。 cC TTjx{  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 FQ]5W |e  
    <P-AlHYV-  
    4. 对准误差的影响：元件平移 lYy:A%yDT  
    P&AaD!Qn  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Dx.hM[  
     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。 8n/[oDc]  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。  +Q+!#  
    /F}dC/W  
    ^'4I%L"  
    5. 总结 SQDc%I>b  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 nC#SnyUO  
    /n3SE0Y  
    4. 仿真 WWv.kglz  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 __)"-\w-_(  
    r z5@E  
    5. 计算 Mqm9i  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .zvvk  
    Q,R|VI6Co  
    6. 研究 >UV?n XP}  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 E=qfI>2U&  
    2o~UA\:+=  
    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。 $%5vJiuk  
    Ss'Dto35Q  
    扩展阅读 W ZW:q  
    K(_8oB784  
    1. 扩展阅读 L%/atl!  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ,UneS  
    /@6T~XY M  
     开始视频 CZ ,2Rq  
    - 光路图介绍 ?r^>Vk}  
    - 参数运行介绍 vJuL+'[i  
    - 参数优化介绍 n/+G^:~_  
     其他测量系统示例： >%85S>e  
    - 迈克尔逊干涉仪     Uk4G9}I  
     
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