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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 "L ,FUo^&  
    kY|_wDBSb\  
    应用示例简述 vxwctJ&  
     -r,J>2`l  
    1. 系统说明 `)%eU~  
     )~5`A*Ku  
    光源 @wg*~"d  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) $HH(8NoL  
     元件 YF;8il{p  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 prwyP  
     探测器 Y3-P*  
    — 干涉条纹 7Ua Ll  
     建模/设计 1|gEY;Ru  
    — 光线追迹：初始系统概览 fEpY3od  
    — 几何场追迹加(GFT+)： hA"N&v~  
     计算干涉条纹。 ('gjf l  
     分析对齐误差的影响。 %xg"e O2x  
     sz)3 z  
    2. 系统说明 tf/ f-S  
     ^C'k.pV n~  
    参考光路 q/Gy&8 K  
    3v{GP>  
    3. 建模/设计结果 G,XFS8{%  
    8kqxr&,[  
    k}BNFv8  
    4. 总结 2x{3'^+l  
     >N*QK6"=|  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 C!.6:Aj  
     P8TiB  
    1. 仿真 PGybX:L  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 6IvLr+I  
    2. 计算 P_qxw-s  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 jeJGxfii  
    3. 研究 }R>g(q=N  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 xF,J[Aj  
    hsl Js^  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 1.';:/~(  
     E]g KJVf9[  
    应用示例详细内容  e%qMrR  
    系统参数 OixQlAb{  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 31_5k./  
     XjX<?W  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 <H 3}N!  
    s{CSU3vYmi  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 S>'wb{jj!  
     ;`xu)08a  
    2. 说明：光源 lh5k@\X  
     lI D5mg3 1  
    Bd7A-T)q!  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 nGP>M#F  
     因此，相干长度大于1m \F<]l6E  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 eDy}_By^  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Nl(Aa5:!  
    HDC`g  
    H%/$Rqg  
     `yxk Sb  
    3. 说明：光源 FS20OD  
    ?49wq4L;a  
    - BocWq\  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 7#<|``]zNf  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 7gJ`G@y  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 t%=ylEPW  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     >Cf]uiR  
    4. 说明：光学元件 RJg# A`  
    @4&sL](q  
    #_H=pNWe  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 d2 d^XMe!  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 AU >d1S.  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 "cti(0F-d  
     透镜材料为N-BK7。 3nG(z>  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。  EGV@L#  
     :1A Ound  
    zZA I"\;W  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 J|K~a?&vN  
     !Dun<\  
    <;acWT?(  
     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)。 W<58TCd  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 )~WxNn3rx  
    ?B[Z9Ef"8l  
    6. 分光器的设置 T9(~^}_+9  
    TpnkJygIm  
    MEo+S  
    wCkkfTO  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。  ) .#,1  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 'av OQj]`K  
     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 Ot(EDa9}IJ  
    <Q%o}m4Kt  
    7. 合束器的设置  EI+.Q  
    4cs`R+]o  
    /TpM#hkq/2  
    }z[ O_S,X  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 rYc?y  
     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。 lMlXK4-  
    VCh%v-/  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Yr[1-Oy/k  
    rs!J<CRq  
    N>@AsI  
     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)。 %1e`R*I  
    应用示例详细内容 8;+t.{  
    仿真&结果 ZfMJU  
    `<[Zs]Fe4  
    1. 结果：利用光线追迹分析 A87Tyk2Pi  
    VP|9Cm=Fg  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 kigc+R  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    6 )Oe]{-  
    3}XUYF;  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 lK}F>6^\  
    d~YDg{H  
    ^@jOS{f l  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 3~M8.{ U#V  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 2\m+  
     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。
    B<6*Ktc  
    Is-Kz}4L  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 fFiFc^  
    L(}T-.,Slr  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 /I: d<A  
     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°。 +dR$;!WB3  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 v!40>[?|p  
    ptrLnJ|%  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ]`+>{Sx 1  
    @{~x:P5g  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 3wa }p^   
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 tpA7"JD  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 <r9J+xh*p  
    DUY#RJf  
    {s 4:V=J  
    5. 总结 pH)V:BmJ  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 2<U5d`  
    # |2w^Kn  
    4. 仿真 q!}&<w~|  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 i7*4hYY  
    m<r.sq&;  
    5. 计算 sL[,J[AN;  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1<pbO:r  
    HOXqIZN85  
    6. 研究 Ujb|| (W  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 `P"-9Ue=  
    v-&^G3  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 |jc87(x <  
    G8eAj%88  
    扩展阅读 %vn rLt$  
    tNfku  
    1. 扩展阅读 HL*jRl  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 f`H}Y!W(  
    5U%u S^%DP  
     开始视频 0=7C-A1(D  
    - 光路图介绍 eH79,!=2  
    - 参数运行介绍 Ewu 7tq Z  
    - 参数优化介绍 @ttcFX1:W  
     其他测量系统示例： sd.:PE <  
    - 迈克尔逊干涉仪     JFl@{6c  
     
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