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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 2".^Ma^D!  
    f"wm]Q59  
    应用示例简述 /=|5YxY  
     gk*Md+  
    1. 系统说明 HoFFce7o  
     r2Wx31j{  
    光源 W8/8V,  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) cl4Vi%   
     元件 itp$c|{  
    — 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 EZz`pE  
     探测器 U'Xw'?Uj  
    — 干涉条纹 rl <! h5  
     建模/设计 7n_'2qY  
    — 光线追迹：初始系统概览 ub#>kCL9  
    — 几何场追迹加(GFT+)： HLP nbI-+  
     计算干涉条纹。 `2j \(N,  
     分析对齐误差的影响。 X5M{No>z  
     pO;BX5(x  
    2. 系统说明 H/eyc`  
     @t;WdbxB%  
    参考光路 w(y#{!%+  
    )RQX1("O  
    3. 建模/设计结果 S!/N lSr<  
    77:s=)   
    nhUL{ER  
    4. 总结 SiM1Go}#  
     [CfA\-gx<f  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 o*L#S1yL  
     D>YbL0K>X~  
    1. 仿真 }iK_7g`yKa  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,sM>{NK 9R  
    2. 计算 |H,g}XWMU  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~[|zf*ZISG  
    3. 研究 #*g.hL<  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 LB)sk$)  
    SSS)bv8m  
    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。 Rj/9\F3H  
     %o~w  
    应用示例详细内容 ice7J2r_  
    系统参数 7\q_^  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 V<#E!MG  
     T@GR Tg  
     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。 ql Uw;{;p  
    ) LA^j|Y}  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ATeXOe  
     Rv ]?qJL  
    2. 说明：光源 /$IF!q+C  
     }> 51oBgk_  
    (N etn&  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 4E Hb  
     因此，相干长度大于1m .?TPoqs7Z  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Kp|#04]  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 I) $of9   
    NMSpi[dr  
    -V'`;zE6  
     A/ eZ!"Y  
    3. 说明：光源 i w,F)O  
    NZ\aK}?~!  
    ~dIb>[7wy  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 kXj%thDx  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 FmALmS  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 8Ee bWs*1  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     0I.9m[<Fc  
    4. 说明：光学元件 ZOFhX$I  
    q4k)E  
    @~!1wPvF`I  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =A6/D    
     位相延迟平板材料为N-BK7。 x 5u.D^  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 <JA`e+Bi  
     透镜材料为N-BK7。 @G vDl=.  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 9`8\<a'rU  
     ${$XJs4  
    -%XvWZvZ  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 lR!Sdd} -  
     I#Q Tmg.  
    /`iBv8!  
     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)。 mx#H+:}&r  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 q%4l!gzF3  
    gT K5z.]  
    6. 分光器的设置 ;Yrg4/Ipa  
    VV(>e@Bc4  
    2a;vLc4  
    DPfP)J:~  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 J&{qe@^  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 W{OlJRX8  
     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 }2Lh'0 xY  
    XpzdvR1  
    7. 合束器的设置 bQ-5uFe~$B  
    5Wj+ey^ ^w  
    $+IE`(Ckf  
    ]E66'  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 hFw\uETu  
     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。 ,jBd3GdlZ  
    w5l:^^zF(  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2,nKbE9*  
    IMY?L  
    "C$z)  
     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)。 &XosDt  
    应用示例详细内容 =2#a@D6Bl  
    仿真&结果 s-eC')w~E  
    LxkToO{  
    1. 结果：利用光线追迹分析 d\`A ^  
    ^4Ra$<  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。  :GC <U|p  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    <^,w,A  
    ,ZcW+!  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 W[o~AbU  
    BRP9j y  
    7?K?-Oj  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 wVBY^TE  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ?;.j)  
     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。
    ?@9kVB*|  
    DCb\ =E  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 A~Eu_m  
    @v9 PI/c  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 L0SeG:  
     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°。 @<--5HbX  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 TX]4Y953D  
    0SV#M6`GX  
    4. 对准误差的影响：元件平移 :g3n [7wR  
    ;C%40;Q  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 'v4#mf  
     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。 \)VV6'zih  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 CGIcuHp  
    `rC9i5:  
    XOO!jnQu  
    5. 总结 vV1F|  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]]$s"F<  
    ~$>l@> xX  
    4. 仿真 <Mo_GTOC!  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 PYqx&om  
    WO$PW`k  
    5. 计算 `pF|bZ?v  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 IC+Z C   
    w!)B\l^+c  
    6. 研究 9iWDEk  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ^.,pq?_  
    eX 9{wb(  
    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。 -UkP{x)S  
    o=?sMq1<  
    扩展阅读 7/NXb  
    xBd#  
    1. 扩展阅读 nnIBN4  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 dg 0`0k  
    0F sz  
     开始视频 u&`7 C  
    - 光路图介绍 b9[;qqq@'  
    - 参数运行介绍 $<2r;'?0D  
    - 参数优化介绍 ~fB: >ceD  
     其他测量系统示例： 7*y_~H  
    - 迈克尔逊干涉仪     zJ7vAL  
     
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