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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 k}s+ca!B  
    om>VQ3  
    应用示例简述 r,"7%1I  
     O:,=xIXR  
    1. 系统说明 ~b#OFnyG  
     bs P6\'\4  
    光源 B\/7^{i5  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 4i`S+`#  
     元件 j-6v2MH  
    — 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 ^}hZ'<PK  
     探测器 {(!)P  
    — 干涉条纹 l#ZyB|  
     建模/设计 y{92Lym  
    — 光线追迹：初始系统概览 5;(0 $4I  
    — 几何场追迹加(GFT+)： }k| g%H J  
     计算干涉条纹。 !-ZP*V3}h  
     分析对齐误差的影响。 7IQqN&J  
     P#v^"}.Wd  
    2. 系统说明 SM$\;)L  
     0Nt%YP  
    参考光路 B>@D,)/bT5  
    BvQUn@ XE  
    3. 建模/设计结果 %z2oDAjX  
    b*`fLrqV.  
    #w;;D7{@m  
    4. 总结 W8VO)3nmD  
     ?R282l  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ET3 ,9+Gj  
     V_lGj  
    1. 仿真 U1jSUkqb  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 GZS{&w!  
    2. 计算 [WYJrk.  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 m|mG;8}pI  
    3. 研究 <ZV7|'^  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 f}%sO  
    a}w&dE$!-  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 F=: c5z  
     Xj(>.E{~H  
    应用示例详细内容 {o {#]fbO%  
    系统参数 jOtzx"/)rE  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 6# R;HbkO  
     =O,e97  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 -CwWs~!  
    }FZp 840  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 =@%MV(  
     GV=V^Fl .  
    2. 说明：光源 9c%(]Rn:  
     /CbkqNV  
    .C6gl]6y@  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ^&HI +M  
     因此，相干长度大于1m 9'l.TcVm`,  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 . rRc  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 u>1v~3,r#  
    4">84,-N  
    P^ by'b+zI  
     _4O[[~  
    3. 说明：光源 :ECw \_"0$  
    N!Rt;Xm2@  
    Mg&HRE  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 [&fWF~D-p<  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 !SN6 ?Xy  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 :3:)E  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     K:C+/O  
    4. 说明：光学元件 .ZM]%[4  
    Y*"<@?n8?x  
    gr[D!D >  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 h@ EJTAi  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 EccFx7h  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Ed4_<:  
     透镜材料为N-BK7。 G6f %/m`  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 l8eT{!4  
     {3jm%ex  
    !:&2+%  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 zv>ZrFl*  
     WReYF+Uen  
    ^o,y5 ,  
     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)。 M,I68  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 &0?DL  
    Z(#XFXd  
    6. 分光器的设置 zaQ$ Ht  
    X*(gT1"t  
    uHTKo(NG  
    -(`K7T>D.  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 h4B+0  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 T "ZQPLg  
     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 \nn56o@eN  
    "87O4 #$  
    7. 合束器的设置 \;4L~_2$q  
    i+kFL$N  
    ZK W@pW]U  
    ] `b<"  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 "'Q$.sR  
     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。 5VCMpy  
    R V_MWv  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 e-YGuWGN7  
    }?\#_BCjx(  
    9J't[( u|u  
     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)。 /r #b  
    应用示例详细内容 WoC\a^V  
    仿真&结果 ^' edE5  
    $fq-wl-=  
    1. 结果：利用光线追迹分析 E,"b*l.  
    /S-/SF:>g  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 k:&?$  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    hnM9-hqm  
    I_R5\l}O+D  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 o+PQ;Dl  
    <ls i.x\y<  
    b6rzHnl{  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 z/Mhu{ttL  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 A,-[/Z K/  
     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。
    8Iqk%n~(  
    _"FbjQ"  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Lrm tPnL  
    _ d(Ks9  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 }kgjLaQ^N  
     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°。 `Lb _J  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 =PeW$q+  
    soFvrl^Ql+  
    4. 对准误差的影响：元件平移 S]#=ES'^/  
    `SSP53R(0  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 =]2RC1#}e  
     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。 6w:g77SH)%  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 |yId6v  
    &D&5UdN x  
    sk%:Sp  
    5. 总结 umHs" d  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~I8"l@H>  
    ajcPt]f  
    4. 仿真 gn4g 43  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 hCOy\[2$  
    80R= r  
    5. 计算 )KTWLr;  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4IGQ,RTB  
    ux/[d6To  
    6. 研究 2=Vkjh-  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 o+6^|RP  
    [4+a 1/^  
    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 K$Sar  
    h\: tUEg#J  
    扩展阅读 dKN3ZCw*gF  
    ^0BF2&Zx  
    1. 扩展阅读 XQ4^:3Yc  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 aF4V|?+  
    e5:l6`  
     开始视频 KWZNu &)  
    - 光路图介绍 m%[2x#  
    - 参数运行介绍 bW 79<T'+  
    - 参数优化介绍 ;MdK3c  
     其他测量系统示例： /n<Ncf  
    - 迈克尔逊干涉仪     %(wsGNd  
     
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