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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 TGXa,A{  
    ~\)qi=  
    应用示例简述 Zn=T#o  
      VGHWNMT  
    1. 系统说明 =*qD4qYA  
     v~3B:k:?l  
    光源 vu!d)Fy  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) tM-^<V&  
     元件 n+@F`]K e  
    — 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 H1GRMDNXOA  
     探测器 D4eTTfQ  
    — 干涉条纹 Oa;X +  
     建模/设计 NjPDX>R\K  
    — 光线追迹：初始系统概览 a,F&`Wg  
    — 几何场追迹加(GFT+)： D(p\0V  
     计算干涉条纹。 CQ`=V2:"ON  
     分析对齐误差的影响。 T_b^ Tc`  
     bNFLO Q  
    2. 系统说明 Uoya3#4 G  
     5uq3\a  
    参考光路 IK,|5]*Ar  
    2%*MW"Q  
    3. 建模/设计结果 )"zvwgaW  
    <FMq>d$\  
    b|Q)[y]  
    4. 总结 o1&:ry  
     CT0l!J~5m~  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 mk7&<M  
     } VJfJ/  
    1. 仿真 .=m,hu~  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 /bj <Ft\  
    2. 计算 Go,N>HN  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8+]hpa,q  
    3. 研究 ikWtC]y  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 f\'{3I29  
    izh<I0  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 hA\K</h.  
     G} eUL|S  
    应用示例详细内容 x^Yl*iq  
    系统参数 Y(cN}44  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ^c~)/F/cF  
     o6f_l^+H  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ^F?&|clM/  
    UobyK3.%  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 dKl^jsd  
     + OV')oE  
    2. 说明：光源 OD' ]:  
     sr@j$G#uW5  
    3=-4%%[M@  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 aP'"G^F   
     因此，相干长度大于1m "V{yi!D{<  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 eEhr140  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ih?^t(i  
    *yl>T^DjTC  
    0$7.g!h?  
     4f(Kt,0  
    3. 说明：光源 cYXM__  
    pP(XIC  
    ng:Q1Q9N  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 qY\f'K}Q*  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 JdZ+Hp3.  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 g$dsd^{O7  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     }|%eCVB  
    4. 说明：光学元件 4v[~r1!V  
    [{C )LDN  
    .9O$G2'oh  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 iNwqF0  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 s;UH]  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 *T0q|P~o%  
     透镜材料为N-BK7。 Kscd}f)yx?  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 wP,JjPUt  
     s,a}?W  
    Be+0NXLVy  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 sB69R:U;  
     OFje+S  
    }w4QP+ x  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 AkOO )0  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 dMR3)CO  
    h*ZC*eV>  
    6. 分光器的设置 =_YG#yS  
    t4?DpE  
    +2 Af&~T  
    /c):}PJ^#7  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 R *F l8   
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 XD"_Iq!  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ^&g=u5 d0  
    ?W E  
    7. 合束器的设置 u^029sH6j  
    B c2p(z4  
    .xB u-?6s6  
    uYrfm:4S  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 M:5b4$Qh<  
     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。 ? `J[[",  
    $['Bv  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Z4IgBn(Z_}  
    BC'llD  
    OT&k.!=  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 F:mq'<Q  
    应用示例详细内容 Rb3V^;i  
    仿真&结果 ExRe:^yU\  
    k%^lF?_0I  
    1. 结果：利用光线追迹分析 A=Ss6 -Je  
    )& u5IA(  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 r1fGJv1!o  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    S;]*)i,v  
    Hr$QLtr  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 XV^1tX>f{  
    SM@QUAXO  
    tnLAJ+ -M  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ^wS5>lf7p  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 "--t e  
     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。
    ul*Qt}  
    c&L"N!4z  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 3MRc 4UlB  
    0T46sm r  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 kY'T{Sm1^  
     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°。 I[n ^{8gz  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 .H,xle  
     rb{P :MX  
    4. 对准误差的影响：元件平移 [|l?2j\  
    2<}NB?f`N  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 *YlV-C<}W"  
     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。 6S~sVUL9`  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 EAeqLtFqs  
    @_z4tUP  
    <jed!x  
    5. 总结 + T8B:  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 NssELMtF!g  
    f47M#UC  
    4. 仿真 +E1h#cc)  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 `UBYp p  
    KgR<E  
    5. 计算 -+O 9<3ly  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 gy nh#&r  
    T*KMksjxm`  
    6. 研究 +a*tO@HG  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 <qGu7y"  
    $1v&azM.  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 R+CM`4CD  
    3$X'Y]5a  
    扩展阅读 DY^;EZ!hb  
    w}=5ElB  
    1. 扩展阅读 \<g*8?yFs  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 a1@Y3M Q;i  
    x*/S*!vx\  
     开始视频 xt*u4%  
    - 光路图介绍 73){K?R  
    - 参数运行介绍 @*sWu_ -Y%  
    - 参数优化介绍 AnT3M.>ek  
     其他测量系统示例： _8E/) M  
    - 迈克尔逊干涉仪     KVJ_E!i  
     
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