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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 u R:rO^  
    ~*-qX$gr  
    应用示例简述 '!Wvqs  
     '3Q3lM'lh  
    1. 系统说明 8:dQ._#v  
     #]Y*0Wzpfn  
    光源 snC/H G7  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) {v,)G)obWw  
     元件 "@yyXS r  
    — 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 24B<[lSK  
     探测器 %u!b& 5]e  
    — 干涉条纹 |`0n"x7  
     建模/设计 B<,YPS8w  
    — 光线追迹：初始系统概览 FFvCi@oT  
    — 几何场追迹加(GFT+)： {dzoEM[ 1s  
     计算干涉条纹。 Qihdn66  
     分析对齐误差的影响。 e;(  
     >cgpajx*  
    2. 系统说明 ,H[SI0];  
     Bp_wnd  
    参考光路 Z a(|(M H  
    <]U1\~j  
    3. 建模/设计结果 OfZN|S+~W  
    sn{tra  
    ea9oakF  
    4. 总结 3WUH~l{UJ  
     |5MbAqjzC  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 S v`qB'e2  
     #/70!+J_UF  
    1. 仿真 1@qgF  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 :Li/=>R^  
    2. 计算 "rNL `P7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 E^CiOTN  
    3. 研究 D/ Dt   
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Adx`8}N8  
    sWqM?2g  
    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。 $kPHxD!"  
     ]Kh2;>= Xj  
    应用示例详细内容 | C+o;  
    系统参数 1[PMDS_X  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 'jfRt-_-  
     !mnUdR|>(  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 DBgMC"_   
    r>t1 _b+nu  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 KoBW}x9Jp  
     [hh/1[   
    2. 说明：光源 EgM*d)X  
     d) ahF[82  
    ] d?x$>  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 8e2?tmWM  
     因此，相干长度大于1m A :e;k{J  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 j*R,m1e8  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 J/x2qQ$9  
    {?8B,G2r  
    CIC[1,  
     I;MD>%[W,  
    3. 说明：光源 .~D>5 JnEk  
    s0"e'  
    ,kM)7!]N  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 r4XH =  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^J/)6/TMXm  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 3$/ 4wH^  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     7 hw .B'7  
    4. 说明：光学元件 dcfe_EuT  
    #"*e+.j[;  
    Dr#c)P~Wd  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 nE W31 8  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 }}{Yw  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 3Ofc\  
     透镜材料为N-BK7。 rofNZ;nu  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。  IDFFc&  
     @{HrJ/4%:&  
    >SmV74[s2  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 19U]2D/z  
     CI7A# 6-  
    _}6q{}jn:c  
     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)。 A[N{  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 _lxco=qd=%  
     iThSt72  
    6. 分光器的设置 F7}-!  
    }"s;\?a  
    K7)kS  
    n6Z|Q@F  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 {S.>BXX  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 R^&q-M=O[  
     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 e@<?zS6  
    N"7]R[*  
    7. 合束器的设置 Dl\`  
    V-yUJ#f8[  
    m_NCx]#e   
    mEAXM 1J|  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 L:&k(YOBA  
     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。 3lxc4@Zmd  
    Lxl_"k G  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 &2.u%[gO[q  
     $)~   
    /F/;G*n  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 OS-f(qXd+  
    应用示例详细内容 bZwnaM4"F  
    仿真&结果 3251Vq %  
    Li{~=S@N*  
    1. 结果：利用光线追迹分析 19e8  
    [U{UW4  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 r?$ ?;%|C  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    hVpCB,  
    SX0_v_%M  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ki]ti={12  
     >]D4Q<TY  
    T]9\VW4  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 i b6^x:HGU  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 [1G^/K"  
     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。
    K95;rd  
    ^%T7.1'x  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜  vb{i  
    \%jVg\4 '  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 i'/m4 !>h  
     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°。 #;KsJb)N.  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ._Zt=jB  
    f:JlZ&  
    4. 对准误差的影响：元件平移 / +K?  
    },$0&/>ft  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 (]2H7X:b  
     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。 >pL2*O^{9  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 p*QKK@C  
    d I'SwnR  
    CB\{!  
    5. 总结 }ut]\]b  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7*o*6,/  
    &]6) LFm  
    4. 仿真 {}~:&.D  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 o89( h!  
    tA.`k;LT  
    5. 计算 :*514N  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 I<oL}f  
    c7uG9  
    6. 研究 X@N$Z{  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 IIFMYl gF  
    j V3)2C}  
    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。 -Yi,_#3{  
    zt24qTKL  
    扩展阅读 g\fhp{gWB  
    $RX'(/  
    1. 扩展阅读 Z3KO90O!8  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 +FG$x/\*0  
    oih5B<&f#  
     开始视频 Q[n\R@  
    - 光路图介绍 Rg&- 0b  
    - 参数运行介绍 LwqC ~N  
    - 参数优化介绍 B:TR2G9UT  
     其他测量系统示例： +!t}  
    - 迈克尔逊干涉仪     IE~%=/|  
     
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