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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 r=k}EP&<  
    nO/5X>A,Zw  
    应用示例简述 #4hP_Vhc  
     A#i-C+"}  
    1. 系统说明 r B)WHx<  
     SX4p(t  
    光源 2rH6ap  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) |&'*Z\*ya  
     元件 u-W=~EO5#  
    — 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 >5j/4Ly  
     探测器 spI{d!c  
    — 干涉条纹 3S9~rLrn?  
     建模/设计 lL^7x  
    — 光线追迹：初始系统概览 zEGwQp<  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 07#!b~N  
     计算干涉条纹。 ~)Z`Q  
     分析对齐误差的影响。 ERZ[t\g)  
     y5#_@  
    2. 系统说明 A gPg0(G  
     c;e ,)$)-|  
    参考光路 Z\Q7#dl  
    W6PGv1iaW>  
    3. 建模/设计结果 W) _B(;$]  
    "gO5dZ\0  
    Ac54 VN  
    4. 总结 aZ^lI 6@+4  
     OU+*@2")t  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 '*k\IM{h  
     ob;oxJ@[c  
    1. 仿真 Bb o*  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 \Q$);:=q Q  
    2. 计算 [q@%)F  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v Zxy9Wmc  
    3. 研究 okv7@8U#p  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 @|@43}M]C-  
    ieI-_]|[  
    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。 K?>&Mr  
     b-Hn=e_  
    应用示例详细内容 &td#m"wI  
    系统参数 "&%Hb's  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Xx^c?6YM  
     m|k,8guG  
     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。 X}yYBf/R`  
    Ef!F;De)A  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 c"xaN  
     ?,NAihN]  
    2. 说明：光源 *G^]j )/  
     ^#o.WL%4/B  
    r$7rYxFR  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 GZ={G2@=I  
     因此，相干长度大于1m l0_V-|x  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 j;3o9!.s:  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 YV msWuF  
    |2# Ro*  
    V*aTDU%-.  
     3XRG"  
    3. 说明：光源 D4\I;M^  
    R<=t{vTJ5  
    .phQ7":`  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 iH>djGhTh  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ($s{em4L  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 _X[c19q  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     *pMA V [^  
    4. 说明：光学元件 &u8c!;y$b  
    |#wz)=mD  
    Ba6xkEd  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Pz 'Hqvd  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 J[l K  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 zvD5i,I  
     透镜材料为N-BK7。 m%&B4E#3T  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 +[ zo2lBx  
     =m:W  
    YO,ldsSz|r  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Oq5k4  
     5glGlD6R  
    (R-Q9F+;  
     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)。 i`qh|w/b_  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 YLGLr @:q  
    TTpF m~?(  
    6. 分光器的设置 .Dm{mV@*T  
    -+> am?  
    BXY'%8q _a  
    _SqrQ  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ;Y\,2b, xh  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 0^[6  
     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 #F@7>hd1  
    1*h7L<#|mQ  
    7. 合束器的设置 sXxO{aeev  
    "+&<Qd2  
    ;^]A@WN6_  
    Y>~JI;Cu`  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 V{{x~Q9  
     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。 (#]KjpIK  
    Ysu/7o4  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @:B1  
    G.8b\E~  
    $P3nP=mf  
     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)。 [2V/v  
    应用示例详细内容 ]||=<!^kn  
    仿真&结果 U@nwSfp:G  
    JuSS5_&  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ;kBies>V  
    [<QWTMjR  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 GwBQ p Njy  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    MVZ>:G9:  
    S!_?# ^t  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 [[Z>(d$8  
    46Nf|~  
    Oy$BR <\  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 W?-BT >#s  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Ah {pidUx  
     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。
    $:!T/*p*  
    bl_WN|SQ  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 PBtU4)  
    NCt sx /C  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 yan[{h]EZ  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 @~3c"q;i7  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 y>|XpImZ  
    :g[x;Q [@  
    4. 对准误差的影响：元件平移 "|`9{/]  
    \*aLyyy3  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ecpUp39\  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 *J5RueUG  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 shIi,!bZ  
    =hIT?Z6A  
    y51D-vj  
    5. 总结 yX3H&F6  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 5C1Rub)  
    'hw@l>1\9  
    4. 仿真 8p{  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 @;D}=$x  
    /? 1Yf  
    5. 计算 jMui+G(h  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &xroms"S=  
    9Pk3}f)a  
    6. 研究 5dw@g4N %^  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ZM`P~N1?)g  
    IA#*T`  
    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。 +WN>9V0H  
    `)M\(_  
    扩展阅读 %W',cu  
    "UGj4^1f  
    1. 扩展阅读 Z !25xqNCd  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 kah3Uhr~  
    p[F=LP  
     开始视频 PJ'lZu8?x  
    - 光路图介绍 tW"ptU^9)  
    - 参数运行介绍 (L:Fb  
    - 参数优化介绍 w <>6>w@GZ  
     其他测量系统示例： tr9Y1vxo{  
    - 迈克尔逊干涉仪     y{Y+2}Dv/  
     
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