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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 D@m3bsMwe  
    KB gFS%-W  
    应用示例简述 lr)9U 7  
     qCm8R@  
    1. 系统说明 E*L5D4Kw  
     \cHF V  
    光源 _TbvQ Y  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m)  }D!o=Mg^  
     元件 O:#/To'  
    — 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 [f]:h Ji  
     探测器 ;b 'L2  
    — 干涉条纹 *56q4\1  
     建模/设计 /mK]O7O7  
    — 光线追迹：初始系统概览 )!'7!" $  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ov1#BeQ  
     计算干涉条纹。 BuOe'$F 0t  
     分析对齐误差的影响。 1+xi1w}3a  
     b:$q5  
    2. 系统说明 r>t|.=!  
     e_3B\59k  
    参考光路 J>fq5  
    -#r=  
    3. 建模/设计结果 e+y%M  
    (w Q,($@  
    <,J O  
    4. 总结 -5@hU8B'a  
     jOL=vG  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 sRflabl *x  
     s^/2sjoL  
    1. 仿真 SU(J  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 pAyUQe;X#  
    2. 计算 8L*#zaSAf  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 DKG; up0  
    3. 研究 6dYa07  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 BipD8`a  
    9!6u Yf+  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 DN;$ ->>  
     0,6! 6>BOT  
    应用示例详细内容 v 1 f^gde  
    系统参数 )2R]KU_=g  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 bUc ++M  
     o)H| #9h5  
     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。 NFI~vkk'G  
    tD]vx`0>  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。  ;ih;8  
     !ozHS_  
    2. 说明：光源 /Ur]U w  
     :d@RN+U  
    `8;\}6:"1  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 %< Jj[F  
     因此，相干长度大于1m ULxgvq  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 E/_n}$Z  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 7+rroCr"  
    'i 8`LPQ  
    x/%/MFK)>8  
     cd4HbSp  
    3. 说明：光源 q[c^`5  
    4!Lj\.!$  
    QV _a M2  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 y~ wN:  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 :*J!  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 5w</Ga  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ~_ko$(;A  
    4. 说明：光学元件 8>DX :`  
    'fY29Xr^  
    ePTxuCf>  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Nk?/vMaw  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 o1[[!~8e  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 LKst QP!I  
     透镜材料为N-BK7。 [\=1|t5n~  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 \Lm`jU(:l  
     8/-hODoT_  
    PsN_c[+  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 H2CpZK'  
     (_fovV=  
    Oo9'  
     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)。 n^/)T3mz{  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ne=CN!=  
    ~FnY'F<35  
    6. 分光器的设置 c>wn e\(5H  
    [vxHsY3z  
    a!, X@5  
    \Z-Fu=8J8^  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 2W;2._  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 "fu@2y4^  
     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 B9]bv]  
    c+:^0&l  
    7. 合束器的设置 ~zQxfl/  
    ^_uCSA'X  
    eqqnR.0  
    'v5q/l  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 yER  
     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。 |q Pu*vR  
    ]qiX"<s>~C  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 i~rb-~o  
    BVS SO's  
    FPu$Nd&\  
     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)。 X5=I{eY}  
    应用示例详细内容 C9eisUM  
    仿真&结果 h79~d%-  
    .L.9e#?3  
    1. 结果：利用光线追迹分析 W4)bEWO+q  
    ?)7UqVyq  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ~Sx\>wBlc  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ix5<h }  
    Tb{RQ?Nw'  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 3]kN9n{  
    [ZS.6{vr  
    ~gg&G~ ET  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 rv2;)3/*  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 imyfki $B  
     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。
    \og2\Oh&gH  
    8qoA5fW>  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 0+AMN-  
    *TPWLR ^  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 D0h6j0r 5  
     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°。 8[:G/8VI  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ~iq=J5IN#  
    $}=r 45e0K  
    4. 对准误差的影响：元件平移 K+Pa b ?  
    )-25?B  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 q&^H" fF  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 _AH_<Z(  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 wcGv#J],  
    w^}* <q\  
    c,#Nd@  
    5. 总结 6sT( t8[  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 cvYKZB  
    kH4m6p  
    4. 仿真 !wKiMgLS  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 (*\y  
    i#PR Tbc  
    5. 计算 HstL'{&,-m  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 GK#D R/OM  
    -jVg {f!  
    6. 研究 38%"#T3#  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 B)rBM  
    )M8@|~~  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 {~#d_!(  
    D!i|KI/  
    扩展阅读 juxAyds  
    >2NsBS(  
    1. 扩展阅读 (Z8wMy&:  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ^MVOaV65  
    Y]i:$X]C?X  
     开始视频 He&A>bA)z  
    - 光路图介绍 c*R18,5-  
    - 参数运行介绍 /9| 2uw`  
    - 参数优化介绍 AG"iS<u  
     其他测量系统示例： IEWl I  
    - 迈克尔逊干涉仪     R S] N%`]  
     
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