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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-04-12
    测量系统 Yc7 YNC.  
    kyHli~Nr"  
    应用示例简述 |^Iox0A  
     )Q1>j 2 &  
    1. 系统说明 i.E2a)  
     e"hfeNphz  
    光源 AQ)gj$ m3  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) =gj?!d`  
     元件 x0# Bc7y  
    — 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 B<d=;V  
     探测器 Lap?L/NS  
    — 干涉条纹 _V"0g=&Hc  
     建模/设计 ]Q"T8drL  
    — 光线追迹：初始系统概览 X /c8XLe"  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ]^ R':YE  
     计算干涉条纹。 M+%Xq0`T  
     分析对齐误差的影响。 x17:~[c']  
     iM!2m$'s  
    2. 系统说明 & 'u|^d  
     _*AI1/>`  
    参考光路 !FgZI4?/Y=  
    %RD\Sb4YV  
    3. 建模/设计结果 AMyg>n!  
    BdD]HXB|_  
    :Q`Of}#  
    4. 总结 TnQ>v{Rx  
     i%o%bib#  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 H@(O{ 9Yl;  
     QATRrIj{e  
    1. 仿真 X,49(-~\  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 x'L=p01  
    2. 计算 naR<  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #&.Znk:@.f  
    3. 研究 K+~?yOQj  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 KPToyCyR1  
    H q6%$!q  
    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。 Y#@D% a8  
     FGn"j@m0  
    应用示例详细内容 AGFA;X  
    系统参数 <,:{Q75  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 c+ZOC8R  
     z\eQB%aM  
     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。 DQ8/]Z{H  
    d}O\:\}y  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ovp/DM  
     uUjjAGZ  
    2. 说明：光源 $6n J+  
     X2V+cre  
    O\Huj=  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 8oE`>Y  
     因此，相干长度大于1m 76D$Nm  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 {]6-,/3UR  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Nk@-yZ@,8  
    |pHlBzHj  
    K^!#;,0  
     A l;a~45  
    3. 说明：光源 N5K(yY_T  
    brTNwRze  
    a]Pi2:S  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 6c!F%xU}  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 }aOqoi7w  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 LZ)g&A(j?  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Pyuul4(  
    4. 说明：光学元件 Il&F C  
    T8m]f<  
    1{M?_~g 4  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 IN/$b^Um  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ] !*K|?VL  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 *w;?&)8%  
     透镜材料为N-BK7。 6-\Mf:%B  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 >\K=)/W2  
     M IIa8 ;  
    -o~zb-E  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 d21thV ,S  
     |"K%Tvxe  
    oU )(/  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 G$a@}9V  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ; s(bd#Q  
    N?m)u,6-l  
    6. 分光器的设置 z#!<[**&  
    v FL$wr  
    :uAL(3pQ  
    O`CZwXD  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 m|fcWN[  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 2W0nA t  
     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 P]m{\K  
    Vsi:O7|+ }  
    7. 合束器的设置 7[=G;2<  
    GI{EP&C  
    z(c8]Wu#  
    lrc%GU):  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 UA'bE~i  
     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。 &FmTT8"l  
    wxB HlgK4z  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 lO\HchG zB  
    f-#:3k*7S  
    mKtMI!FR  
     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)。 \\EX'L  
    应用示例详细内容 H,c1&hb/w  
    仿真&结果 $`UdG0~  
    ^}2!fRKAmo  
    1. 结果：利用光线追迹分析 >A{e,&  
    RNB -W%  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ,>#\aO1n  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    4w|t|?  
    <`-sS]=d}  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 fwUvFK1G  
    j+'ua=T3  
    M p <r`PM2  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 F ]X<q uuL  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 [3=Y 9P:  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    i<m) s$u  
    q;R&valn  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 w)J-e gc  
    RCa1S^.  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 gWjYS#D  
     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°。 fqbWD)L]  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 X`<z5W] !  
    |{|B70v3Co  
    4. 对准误差的影响：元件平移 512p\x@  
    gjD|f2*x  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 fiC0'4.,  
     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。 6|Dtx5 "r  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 LV9R ]  
    |63uoRr  
    7Z +Fjy-B  
    5. 总结 @rqmDpU  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Y\<w|LkD8  
    `[E-V  
    4. 仿真 'N6oXE  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 z( ^?xv  
    >~7XBb08  
    5. 计算 .>,Y |  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5o{U$  
    D',7T=C   
    6. 研究 `tO t+>YWn  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 T/u61}'U{  
    nQ'NS  
    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。 <% mD#S  
    (' %Y3z;  
    扩展阅读 xc'uC bH  
    5KbPpKpd  
    1. 扩展阅读 _&G_SNa  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 _)LXD,LA  
    k 5% )  
     开始视频 V@RdvQy  
    - 光路图介绍 AEf[:]i]  
    - 参数运行介绍 e6J>qwD?  
    - 参数优化介绍 V*?QZ;hCP  
     其他测量系统示例： z+M{z r  
    - 迈克尔逊干涉仪     nIlx?(=pu  
     
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