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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 }v6@yU  
    gX]ewbPDQ  
    应用示例简述 3QDz9KwCAw  
     ]([^(&2  
    1. 系统说明 7;9 Jn  
     p&2oe\j$,  
    光源 ~EM(*k._  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ]cM,m2^2  
     元件 X16vvsjw5  
    — 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 b6! 7 j  
     探测器 ^&KpvQNW_  
    — 干涉条纹 t!\B6!Fo  
     建模/设计 `r]C%Y4?  
    — 光线追迹：初始系统概览 k [iT']  
    — 几何场追迹加(GFT+)： sBa&]9>m  
     计算干涉条纹。 elz0t<V  
     分析对齐误差的影响。 \)i,`bz  
     kD}vK+  
    2. 系统说明 `(M0I!t  
     ,olP}  
    参考光路 '7 t:.88  
    Mc{-2  
    3. 建模/设计结果 "V`5 $ur  
    ;_#<a*f  
    G7%f| Y  
    4. 总结 1 %8JMq\  
     JHa\"h  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?\$6"c<G  
     p8j*m~4B  
    1. 仿真 fR]KXfZ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 [1e]_9)p  
    2. 计算 C!U$<_I\2  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6+4SMf3  
    3. 研究 gxmY^" Jy  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 N@X(YlO  
    ]CDUHz  
    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。 B.:1fT7lI  
     h@dy}Id  
    应用示例详细内容 QUDpAW  
    系统参数 zKT4j1 h  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 pKU(4&BxX  
     W;?e@}  
     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。 a n0n8l  
    Q/0oe())  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 iK!FVKi}  
     \h?6/@3ob  
    2. 说明：光源 l{*Ko~g  
     0Oa&vx  
    kH`?^ ^_yJ  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 V''fmWo7  
     因此，相干长度大于1m Yl =-j  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 R '8S)'l  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 b! r%4Ah  
    q:=jv6T#  
    _bt9{@)  
     w c  
    3. 说明：光源 z[@i=avPG  
    @^/aS;B$>  
    2#ZqGf.'v  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 gq@8Z AWn  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 nu Vux5:  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 #8~ygEa}  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     1Vc~Sa  
    4. 说明：光学元件 USaa#s4'  
    *Q#oV}D_  
    'bsHoO  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 m6#a {  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 #M4LG; B  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 6)BPDfU,  
     透镜材料为N-BK7。 \(--$9  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 `"hWbmQ  
     R x(yn  
    !a25cm5ys  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 {+GR/l\!#  
     yL),G*[p\}  
    =iH9=}aBFC  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 'Lw8l `7  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ([^#.x)hz  
    3V7WIj<  
    6. 分光器的设置 9tb-;|  
    ={f8s,m)P,  
    *Mb'y d/|  
    #eX<=H]  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 oo BBg@  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 IZ\fvYp  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 Djdd|Z+*{  
    UWhJkJsX  
    7. 合束器的设置 i=1crJ:  
    *K|ah:(r1\  
    &=kb>*  
    \ \Tz'>[\  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 W\j)Vg__e  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 y0ObcP.MA  
    bub6{MQW8e  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 :KR KD  
    >#'?}@FWQN  
    ~<~ ~C#R  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 hgzNEx%^q  
    应用示例详细内容 LAY:R{vI  
    仿真&结果 n>7aZ1Qa  
     UO#`Ak  
    1. 结果：利用光线追迹分析 yimK"4!j5A  
    0TSB<,9a[  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 u~2]$ /U  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    5pC}ZgEa<  
    }}ic{931  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 13w(Tf  
    BFg&@7.X  
    HTz`$9  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 0 x' d^  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 sHMO9{[7H  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    W amOg0  
    X/90S2=P  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 F#M(#!)Y"  
    Lq1?Y  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 jwBJG7\  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 yTh%[k  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 X,#~[%h$-=  
    eG8 l^[  
    4. 对准误差的影响：元件平移 PHEQG]H S  
    1_A_)l11  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 R&&&RI3{  
     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。 =6O*AJ  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 GBWL0'COV  
    <<E 9MIn_  
    +4 Pes  
    5. 总结 yN0`JI  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Ej 5_d  
    -{8K/!  
    4. 仿真 XPD1HN!,LT  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 EApbaS}Up  
    {j;` wN  
    5. 计算 v3FdlE  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ^G(Ee+PN@  
    OG$v"Yf~  
    6. 研究 u%+k\/Scp.  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 )7.DF|A  
    P\<:.8@$S  
    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。 rUmP_  
    \q4r/SbgW  
    扩展阅读 noL9@It0  
    !U>WAD9  
    1. 扩展阅读 dFDf/tH  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #0Y_!'j  
    < F;+A{M)  
     开始视频 # Q,EL73;  
    - 光路图介绍 ' h<(  
    - 参数运行介绍 0V21_".S  
    - 参数优化介绍 7`&ISRU4  
     其他测量系统示例： {7@*cB qN  
    - 迈克尔逊干涉仪     ZV+tHgzlv5  
     
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