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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 '8!Y D?n  
    1(I6.BHW  
    应用示例简述 RS)tO0  
     8<8:+M}  
    1. 系统说明 "Zl5<  
     JBE!j-F  
    光源 x:),P-~w  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) .1KhBgy^K  
     元件 [d(U38BI  
    — 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 5-aj 2>=7  
     探测器 lQ" p !  
    — 干涉条纹 ]x RM&=)<  
     建模/设计 pA9+Cr!0Q  
    — 光线追迹：初始系统概览 gy#/D& N[  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Y9uC&/_C  
     计算干涉条纹。  gQ'zW  
     分析对齐误差的影响。 fGUE<l  
     ]P.'>4  
    2. 系统说明 gl\\+VyU  
     jcuB  
    参考光路 %E#s\B,w  
    i~I%D%;  
    3. 建模/设计结果 $ M`hh{ -  
    !W5 (  
    nuk*.Su  
    4. 总结 AgS 7J(^&3  
     =Je[c,&j$?  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ';3{T:I  
     +x0!*3q  
    1. 仿真 _FpTFfB  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 U>]$a71  
    2. 计算 Q.l}NtHwV  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0AZ")<^~7  
    3. 研究 Z/k:~%|E  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,\_1w  
    ,]9P{k]O  
    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。 ,{M^-3C  
     2oVSn"  
    应用示例详细内容 em,u(#)&  
    系统参数 R3x3]]D  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 `uOT+B%R  
     1S{D6#bE  
     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。 5gYRwuf  
    L2\#w<d  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 yv t.  
     %j.0G`x9 +  
    2. 说明：光源 B3We|oe!  
     } Yb[   
    3{'Ne}5%I  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 7m4ao K  
     因此，相干长度大于1m 4!Fo$9  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 |iakz|])  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 [xSF6  
    ) i;1*jK  
    u+Y\6~=+  
     q]T1dz?  
    3. 说明：光源 _Gn2o2T  
    Q-_N2W ?  
    [w0QZyUn  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 uaT!(Y6  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~ksi</s  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 6HT ;#Znn  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Vr]id  
    4. 说明：光学元件 :ci5r;^  
    &5\iM^  
    %RTBV9LIXr  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 T -.%  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 #eoome2Q  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Bo)3!wO8  
     透镜材料为N-BK7。 2^r <{0@n  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 `g(Y*uCp  
     EAT"pxP  
    /a{la8Ni  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ]^yFaTfS  
     ,f~J`3(&  
    &Y!-%{e  
     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)。 ,|3MG",@@h  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 F^WP<0C  
    &-;4.op  
    6. 分光器的设置 PRx8I .  
    +9M^7/}H  
    X3{G:H0\p  
    caIL&G,  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 @@R7p  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Xnt~]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 \K5DOM "#  
    QX!-B  
    7. 合束器的设置 DVG(V w  
    qyZ" %Kz  
    MX$0Op  
    ZT'`hK_up  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 }u\])I3  
     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=_0;#;k  
    6"wlg!k8  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 bLB:MW\%  
    D[4u+g?[}>  
    q8FTi^=Kb  
     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)。 rV2WnAb[H&  
    应用示例详细内容 L9r8BK;  
    仿真&结果 v_<rNc,z-s  
    lG9bLiFY  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ^hG-~z<  
    |nc@"OJ  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 4QH3fTv   
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    c?tBi9'Y]  
    n&L+wqJ  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 lsJSYJG&  
    |N4.u _hM  
    {Bk[rCl  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 S*==aftl(  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 YpWPz %`:  
     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。
    +O"!qAiK  
    Z 8S\@I  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Us)Z^s  
    |WQBDB`W  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 a+[RS]le  
     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°。 x/NfZ5e0X  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ,KF 'TsFf  
    bk[U/9Z\  
    4. 对准误差的影响：元件平移 F5LuSy+v  
    viW!,QQ(S  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 <5-[{Q/2z  
     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。 BHIRH mM<Y  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 %oF}HF.  
    @GPCwE1  
    "LHcB]^<  
    5. 总结 ?L5zC+c!  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 18)'c?^.  
    :iK(JE`   
    4. 仿真 qaqBOHI6G  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 rDD:7*z  
     j?A/#  
    5. 计算 ED2a}Tt>Z  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 3oBtP<yG.  
    |+"<wEKI  
    6. 研究 1[mXd  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 XQrF4l  
    _- [''(E  
    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。 2n,*Nd`  
    ^Xuvy{TkPH  
    扩展阅读 q VjdOY:z  
    wa(8Hl|Y  
    1. 扩展阅读 r  [9x  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 &X`C%h  
    $CxKuB(  
     开始视频 5 z~1Dw  
    - 光路图介绍 d)"3K6s|5  
    - 参数运行介绍 2`AY~i9  
    - 参数优化介绍 @D)al^]x6  
     其他测量系统示例： 8J*"%C$qe  
    - 迈克尔逊干涉仪     heltgRt  
     
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