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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 z($h7TZ$  
    3`3`iN!8\@  
    应用示例简述 Z?AX  
     xzrA%1y  
    1. 系统说明 .Km6 (U  
     Bq 9 Eu1  
    光源 2 ,bLEhu  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ?VaAVxd29  
     元件 F?EAIL  
    — 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 x}(p\Efx  
     探测器 ~P5;k_&  
    — 干涉条纹 < X&{6xu  
     建模/设计 ~Q36lR  
    — 光线追迹：初始系统概览 tuWJj^  
    — 几何场追迹加(GFT+)： l$mfsm|{:  
     计算干涉条纹。 |WMP_sGn  
     分析对齐误差的影响。 klON6<w  
     R[Y{pT,AY  
    2. 系统说明 rJ7yq|^Z  
     N{o3w.g  
    参考光路 ,R8:Y*@P  
    .*acw  
    3. 建模/设计结果 /ltGSl  
    N sNk  
    W:V:Ej7 h  
    4. 总结 D @bnm s  
     [\ALT8vC?m  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )e6)~3[^  
     ER4j=O#  
    1. 仿真 b0n " J`  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 QO|roE  
    2. 计算 hantGw |  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0'Y'K6hG`  
    3. 研究 1GA$nFBVC  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 64jFbbd-/  
    nJ{vO{N  
    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。 PW)Gd +y  
     d> OLnG> F  
    应用示例详细内容 6Rcl HU  
    系统参数 "S ~(|G  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 t=B>t S.hO  
     E Qn4+  
     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。 $T%~t@Cv1  
    *W&}}iL  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 R3,O;9i  
     .W/#$s|X\  
    2. 说明：光源 [(65^Zl`  
     Rz\:)<G  
    D Xjw"^x  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 2$OI(7b=  
     因此，相干长度大于1m |'?./  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 qS.TVNZ  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 08 $y1;  
    Sh(Ws2b7  
    Q^c)T>OAI  
     -o`Eka!ELz  
    3. 说明：光源 +^0Q~>=VD  
    %40uw3  
    \4qw LM?E^  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 5&QDZnsl  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 oMNgyAp^  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 dd{pF\a  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     _/(7:  
    4. 说明：光学元件 ^S]-7>Yyr  
    "?r=n@Kv  
    m5w ZS>@  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 6~#$bp^-  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 '1u!@=.\G  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 I]dt1iXu_{  
     透镜材料为N-BK7。 Eh{]so  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 #;*0 Pwe`  
     N~/D| ?P~2  
    f5p:o}U*  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 `~ ,  
     ^P| K2at  
    _pM~v>~*+  
     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)。 %%-hax.x0X  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 Aqp$JM >  
    Z6Kw'3  
    6. 分光器的设置 ImnN&[Cu  
    +2WvGRC  
    oI/jGyY;  
    t^Hte^#S  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 VUD ?iv7  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 (ZI11[e{  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 _h2s(u >\  
    [`'[)B  
    7. 合束器的设置 :kMEL*  
    p"lTZ7c:Y  
    _t+.I9kQ  
    B)1.CHV%<  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ,cg%t9  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 L(Ffa(i  
    ?jDdF  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ;K+'J0  
    c(tX761qz  
    ecjjCt2S  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Cc7YjsRW  
    应用示例详细内容 bOKgR{i  
    仿真&结果 {8YNmxF#  
    liuF;*  
    1. 结果：利用光线追迹分析 kq m$a  
    k- ?:0  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 AlQE;4yX  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Gx.iZOOH/  
    =@UgCu>=  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 YH%aPsi  
    j!oD9&W4~  
    w&F/P]1  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 8D[,z 7n  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ;g M$%!&  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    p` '8M  
    u\,("2ZW9+  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^{vf|zZ _  
    :W++`f&  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 K:i{us`  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 Gxj3/&]^Y  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 gp/_# QVWC  
    Wg3\hv29  
    4. 对准误差的影响：元件平移 +/L "A  
    qg(rG5kD@  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 svBT~P0x  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 D8b~-#  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 JDIQpO"Qji  
    e!:/enQo  
    kDrqV{_  
    5. 总结 y].vll8R  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Ckelr  
    ;g0p`wV  
    4. 仿真 5tIM@,.I/  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 j#`d%eQ~J  
    "HuV'  
    5. 计算 UX9r_U5)  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Xg](V.B6  
    s /? &H-  
    6. 研究  3e<FlH{  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 |] <eJ|\=  
    NVTNjDF%s  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 z&"-%l.b@}  
    P [.BK  
    扩展阅读 ]T3dZ`-(  
    j70]2NgX  
    1. 扩展阅读 /p=9"?  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 I^5T9}>Q  
    gD[Fkq$]  
     开始视频 e@-"B9~   
    - 光路图介绍 *acN/Ca1  
    - 参数运行介绍 $7#N@7  
    - 参数优化介绍 BZXP%{njS  
     其他测量系统示例： GQNs:oRJ'  
    - 迈克尔逊干涉仪     ?H c~ 3  
     
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