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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 ht*(@MCr<  
    ii_kgqT^  
    应用示例简述 IA<>+NS  
     Lu {/"&)  
    1. 系统说明 AmHj\NX$  
     ]E-3/r$_cO  
    光源 :Fm*WqZu  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) _}Qtx/Cg  
     元件 wgIm{;T[u  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 JRi:MWR<r  
     探测器 ">.tPn  
    — 干涉条纹 D{s87h  
     建模/设计 ^utOVi  
    — 光线追迹：初始系统概览 VsJ+-IHm  
    — 几何场追迹加(GFT+)： z]r'8Jc  
     计算干涉条纹。 f*<Vq:N=\  
     分析对齐误差的影响。 -Uy)=]Zae  
     \wD/TLS}  
    2. 系统说明 n<bU'n  
     "o+?vx-  
    参考光路 W03mdRW  
    *ma w`1  
    3. 建模/设计结果 ]}PXN1(  
    , + G  
    >zqaV@T  
    4. 总结 4P[MkMoC  
     WM`3QJb  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 d_d&su E  
     VS/M@y_./  
    1. 仿真 &n;*'M  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 -'g> i  
    2. 计算 1R3,Z8j'  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [:{ FR2*x  
    3. 研究 t*9 gusmG  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #?Kw y  
    ". tW5O>  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 CyR`&u  
     :-}K:ucaj  
    应用示例详细内容 \KnRQtlI  
    系统参数 =4MTb_  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 <HoCt8>U  
     F| eWHw?t  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 TL2E|@k1]  
    9tJ0O5  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 f~T7?D0u}N  
      >9!J?HA  
    2. 说明：光源 r@3-vLI!u  
     9 Gd6/2  
    ##6\~!P  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 T4] 2R  
     因此，相干长度大于1m O3@DU#N&s  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 "G [Nb:,CR  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ):'wxIVGI  
    4`Ud\Jm[s  
    llP V{  
     gZ4' w`4r  
    3. 说明：光源 ).;{'8Q  
    n7fhc*}:`  
    IqYJ  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 4W" A*A  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Q4m> 3I  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 P)`^rJ6  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     >8_y-74  
    4. 说明：光学元件 20V~?xs~  
    zuLW'a6F-  
    GK}52,NM  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ,!l_  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 =@Oo3*>  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 P:'wSE91  
     透镜材料为N-BK7。 oRCc8&  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 p-}X=O$  
     Jj\4P1|'7  
    3[ [oAp  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 cF8  2wg  
     Rlewp8?LB  
    R xMsP;be  
     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)。 ie6 c/5  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 Xj\ToO  
    5)RZJrN]  
    6. 分光器的设置 s$Y>nH~T  
    2|>\A.I|=  
    0$)Q@#  
    !"F;wg$  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 lAU99(GXV  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 +]%S}<R  
     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 KrpIH6  
    XYo,5-  
    7. 合束器的设置 5*$yY-A  
    xG/Q%A  
    p/<DR |  
    n4k q=Z%  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 w ~*@TG  
     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。 Ocdy;|&  
    M1kA-Xr  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 .gJ2P?  
    3s%?)z  
    ""-wM~^D  
     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)。 0VNLhM(LM  
    应用示例详细内容 X+;[Gc}(W  
    仿真&结果 \1<'XVS  
    TwkT|Piw S  
    1. 结果：利用光线追迹分析 DO: ,PZX  
    |R9Lben',  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 0#]fEi  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    #|b*l/t8  
    z By%=)`  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 1q7&WG  
    cdMSC7l!  
    aRMlE*yW  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。  \(\a=  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 .==D?#bn  
     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。
    u<S`"MR:J  
    c|?(>  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ps{4_V-3u  
    *cb|9elF^  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 4eHSAN"$  
     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°。 e S8(HI6{^  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 _N`.1Dl%Q  
    ^@^8iZ  
    4. 对准误差的影响：元件平移 T3{O+aRt  
    U?0|2hR~  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 sq'm)g  
     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。 MRLiiIrq,5  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 cI2Ps3~"Q  
    +KTfGwKt  
    *$eH3nn6g  
    5. 总结 w5m /[Z  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8oX1 F(R  
    kk=n&M  
    4. 仿真 $Z G&d  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 c]9gf\WW  
    |A3"Jc.2o  
    5. 计算 ,t`V^(PEq  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 gnp.!-  
    |*{*tW C1  
    6. 研究 geG0F}oC!  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1bV G%N  
    Dd?G4xUG  
    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。 'NtI bS  
    Vh\_Ko\V5  
    扩展阅读 wo`.sB&T  
    1-gM)x{Jr  
    1. 扩展阅读 x/s:/YN'  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 QEJu.o  
    xG sOnY;  
     开始视频 ^OV; P[  
    - 光路图介绍 (ks>F=vk*  
    - 参数运行介绍 %p}vX9U')  
    - 参数优化介绍 MJ:c";KCq0  
     其他测量系统示例： hY4#4A`I  
    - 迈克尔逊干涉仪     3WwS+6R  
     
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