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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 +@uA  
    8VG}-   
    应用示例简述 ]O}e{Q>  
     6Br^Ugy  
    1. 系统说明 )n"0:"Ou  
     fn/?I \  
    光源 T*@o?U  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) P(yLRc  
     元件 tBkgn3w  
    — 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 v6DjNyg<x  
     探测器  RSj8T<  
    — 干涉条纹 OmkJP  
     建模/设计 IAzFwlO9  
    — 光线追迹：初始系统概览 }fk3a9j9u  
    — 几何场追迹加(GFT+)： yp4[EqME  
     计算干涉条纹。 q_ ^yma  
     分析对齐误差的影响。 R|}4H*N  
     PSv 5tQhm  
    2. 系统说明 "*/IP9?]  
     u(yN81  
    参考光路 )2wf D  
    J~J+CGT~2  
    3. 建模/设计结果 6:S, {@G  
    [z\baL|  
    wO.d;SK  
    4. 总结 8mmnnf{P  
     0\"#Xa+}8  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >Vx_Xv`Jwb  
     l'Za"TL:  
    1. 仿真 I74Rw*fB  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 _1Rw~}O  
    2. 计算 _(?`eWo  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C7R3W,  
    3. 研究 r aOuD3  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Q|+ a   
    8pA<1H%  
    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。 LHx ")H?,  
     ha;fxM]  
    应用示例详细内容 fQ1j@{Xa  
    系统参数 e<{ d{  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 "8uNa  
     p{_*<"cfYn  
     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。 fnr8{sr.2Z  
    9 4H')(  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 qHgtd+ I  
     +J{ErsG?6P  
    2. 说明：光源 b'SP,}s5"  
     f{L;,  
    Q3=5q w^  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 hR0a5   
     因此，相干长度大于1m aj|PyX3P:  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 r{d@74  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 />I5,D'h  
    yc9!JJMkH  
    j>\rs|^O  
     2 KHT!ik  
    3. 说明：光源 YWd2bRb  
    vv Y?8/  
    b@4UR<  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 gn/]1NNfR  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 z<!A;.iD  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 GwDOxH'  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     [ R8BcO(  
    4. 说明：光学元件 I*o6Bn |D  
    {W{;VJKQ2  
    /<[_V/g[t?  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 S/pU|zV[  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 7=X6_AD  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 I+kL;YdS  
     透镜材料为N-BK7。 By!u*vSev  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 +&f_k@+  
     Oz_CEMcy  
    RaTNA W)v>  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 E>*b,^J7g  
     7|dm"%@  
    }0 H<G0   
     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)。 3K~^H1l  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 &u[F)|  
    />9`Mbg[G  
    6. 分光器的设置 F:<+}{Av  
    RYC%;h  
    o8E<_rei  
    *1b0IQ$g  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 BOvJEs!UX  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 #LR6wEk  
     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 }>y~P~`S:  
    c; .y  
    7. 合束器的设置 c"`HKfL  
    /#_[{lSr?  
    zTG1 0  
    V5h_uGOD  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 $[cB6  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 h;} fdk  
     L=!h`k  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 vft7-|8T  
    T72Z<h|<  
    066\zAPdH  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 FRPdfo37  
    应用示例详细内容 id`9,IJx  
    仿真&结果 Z$Qwn  
    +['1~5  
    1. 结果：利用光线追迹分析 (]fbCH:  
    6+>X`k%D  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Vn/FW?d7  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ZL!5dT&@W  
    4|eI_u{_  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 XL1x8IB  
    6(A"5B=\  
    (h@~0S  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 }b<w\9AF  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 {t'SA]|g  
     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。
    7Z}T!HFMr  
    /(s N@kt  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 [NGq$5  
    -gb@BIV#  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ;t.)A3 PL  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 6LT.ng  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 H5gcP11r  
    sk t9mU  
    4. 对准误差的影响：元件平移 H,!yG5yF  
    '?mky,:HT  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 W>u$x=<T  
     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。 B|AIl+y  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 )b|xzj@  
    r,GgMk  
    ge{%B~x  
    5. 总结 .  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 j'SGZnsy*  
    <Um5w1  
    4. 仿真 \%#luk@:  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 J>0RN/38o  
    (6)X Fp&  
    5. 计算 P`n"E8"ab<  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 h7}P5z0F  
    ,Mn?h\  
    6. 研究 1z8fhE iiE  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 B!1L W4^  
    Rap_1o9#\  
    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。 s#(<zBZ9p#  
    *iVv(xXgN  
    扩展阅读 3hR3)(+1  
    fj y2\J!  
    1. 扩展阅读 v-}D>)M^W  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ^ Mq8jw(2  
    =K6{AmG$  
     开始视频 Y:5Gp8Vi  
    - 光路图介绍 frbeCBP&)  
    - 参数运行介绍 pIvr*UzY  
    - 参数优化介绍 XCE<].w  
     其他测量系统示例： esHcE{GNOS  
    - 迈克尔逊干涉仪     !;&{Q^}  
     
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