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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 r2`?Ta  
    .SFwjriZ  
    应用示例简述 w8zQDPVB%  
     0drc^rj !  
    1. 系统说明 A[Xw|9  
     $>`8'I  
    光源 .^W0;ISX  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Ho9*y3]  
     元件 wOSNlbQ5jl  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 yrb%g~ELGn  
     探测器 cZi&L p  
    — 干涉条纹 32J  
     建模/设计 ?q7Gs)B=^'  
    — 光线追迹：初始系统概览 v2SsfhT  
    — 几何场追迹加(GFT+)：  n6dg   
     计算干涉条纹。 SxyFFt  
     分析对齐误差的影响。 !"">'}E1  
     ;0WlvKF  
    2. 系统说明 Cq'r 'cBZ  
     #-8/|_*  
    参考光路 |MGw$  
    Xp@OIn  
    3. 建模/设计结果 Oms`i&}"}  
    Z r*ytbt  
    >m46tfoM  
    4. 总结 R 1\]Y  
     8A qe'2IH=  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 '1IH^<b  
     ^^mi@&ApLD  
    1. 仿真 (yVI<Os{a  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 6&cU*Io@  
    2. 计算 [ ff.R  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 nfR5W~%*:  
    3. 研究 ul1Vsj  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 2^:nlM{u  
    f+RDvgkKU  
    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。 TlJF{ <E  
     a$-ax[:\sm  
    应用示例详细内容 NiF*h~ q  
    系统参数 {w(N9Va,(  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 B;$5*3D+  
     7KLq-u-8  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 SX.v5plhc  
    f&J*(F*u  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 < XU]%}o  
     Xb {y*',  
    2. 说明：光源 s4\2lBU?  
     bL<cg tz7)  
    9lwg`UWl,  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 !cZIoz  
     因此，相干长度大于1m 2TO1i0  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 mv_-|N~  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 7(-<x@e  
    "@_f>3z  
    ]](hwj  
     %1<|.Dmd  
    3. 说明：光源 hi%>&i*  
    p;HZA}p \  
    K} @q+  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %$U+?lk}  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 CEiG jo^  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 NUseYU``  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     `CBTZG09  
    4. 说明：光学元件 =6hf'lP  
    C\Rd]P8\  
    60m1 >"  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。  }#1g;  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 c|XnPqo;f  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 x1Uj4*Au  
     透镜材料为N-BK7。 -ydT%x  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 V3S`8VI  
     G!uxpZ   
    lnhZ!_  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 d*(1t\  
     H Zc;.jJ  
    ! d(,t[cV  
     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)。 8GX@76o  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 qohUxtnTK>  
    wiZK-#\x  
    6. 分光器的设置 "xKJ?8   
    g~]FI  
    6b0#z#E  
    o{/D:B  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 :'03*A_[  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 = 619+[fK  
     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 %q@@0qenv  
    Cs<d\"+  
    7. 合束器的设置 LY7'wONx  
    j`bOJTBE  
    eG<32$I  
    KpWQ;3D2  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 BX?Si1c  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。  I2b[  
    :%{8lanO  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ]Kd:ZmJ  
    K.k=\N  
    )7f:hg  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 8"? t6Z;5  
    应用示例详细内容 VHy$\5oYg  
    仿真&结果 qzXch["So  
    d)LifsD)  
    1. 结果：利用光线追迹分析 F2#^5s(  
    n/?_]  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 [b`k\~N4r  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    hTF]-& hZ  
    TMbj]Mso  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 >zhbOkR9c  
    _d: l1jD  
    `5 bHZ  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 3K{'~?mM  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Al! P=h  
     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。
    y5>H>NS  
    i=Y#kL~f  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Y?Xs Z  
     RszqDm  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ZT!DTb B  
     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°。 '/mwXvl  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 YS &3+Tp  
    ^;M!u8[  
    4. 对准误差的影响：元件平移 f"S^:F0  
    (@]{=q<  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ) "'J]6  
     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。 S?&ntUah  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 rB-&'#3%  
    xGN&RjPk\  
    v]BN.SHE_  
    5. 总结 =MA$xz3  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @hp@*$#& 9  
    Y2}\~I0  
    4. 仿真 Y*0mC"n}  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 5G|(od3  
    XfharJ_b  
    5. 计算 A^xD Axk  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0I1bY]*  
    so1% MV  
    6. 研究 .z+ [3Oj_E  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 |-bAz t  
    Y'wQ(6ok  
    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。 a=Pl3Uo  
    3x=T &X+  
    扩展阅读 }Til $TT%H  
    h?jKq2`  
    1. 扩展阅读 XI@;;>D1=U  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 pxjb^GZ0  
    ~m'PAC"Q$  
     开始视频 |4UW.dGHPo  
    - 光路图介绍 !;>j(xc  
    - 参数运行介绍 p{gJVP#l'Z  
    - 参数优化介绍 <7-3j{065  
     其他测量系统示例： 4@- 'p  
    - 迈克尔逊干涉仪     Qt` }$]  
     
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