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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 t~E<j+<2B  
    <V7>?U l  
    应用示例简述 <+^6}8-  
     PzV@umC1#f  
    1. 系统说明 JCPUM *g8  
     2:BF[c`  
    光源 yfj K2  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Y 2Q=rj  
     元件  QV h4  
    — 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 L4b:F0  
     探测器 `} m Q  
    — 干涉条纹 5GA\xM-  
     建模/设计 YAL=!~6  
    — 光线追迹：初始系统概览 zF@o2<cD@  
    — 几何场追迹加(GFT+)： :LWn<,4F&  
     计算干涉条纹。 gP-nluq  
     分析对齐误差的影响。 8>7RxSF  
     zP:cE  
    2. 系统说明 ( 7ws{)  
     xy8#2  
    参考光路 K. %U  
    SR^_cpZoi  
    3. 建模/设计结果 lJzl6&  
    4"@GNk~e  
    fa&-. *  
    4. 总结 B_ja&) !s1  
     Q \]Xm>  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @ct+7v~  
     (>=7ng^  
    1. 仿真 w-b' LP  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 /<&h@$NHH4  
    2. 计算 0@5E|<A  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 /ahNnCtu?1  
    3. 研究 h{}mBQl  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 LF?P> 1%-  
    Cs@ +r  
    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。 QM5 .f+/  
     CKlL~f EL  
    应用示例详细内容 9Bdt(}0A  
    系统参数 Ogg#jx(4  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 "PH6e bm  
     9 L?;FY)_  
     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。 u/Fj'*M  
    V5D2\n3A  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 .wK1El{bf  
     R4e&^tI@*  
    2. 说明：光源 t~M $%)h  
     Gzt=u"FV  
    7Bz*r0 9S  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Uh|>Skic4  
     因此，相干长度大于1m WxGSv#u  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 RbQ <m!A  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 LD(C\  
    $v} <'  
    (A/0@f1#  
     .tF|YP==  
    3. 说明：光源 AxCI 0  
    8NimZ(  
    ?\H.S9CZ^  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 FfMnul  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^[-> )  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0jB X5  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     xRDiRj  
    4. 说明：光学元件 mVm4fHEYwU  
    K]N~~*`%`  
    zp=!8Av  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 PDw{R]V+  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 H`<?<ak6'M  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Li`hdrO'ii  
     透镜材料为N-BK7。 2eok@1  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ,5-Zb3\  
     /jrY%C  
    Uh6mGL z*&  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ` %' z  
     wz@FrRP=  
    Hc!!tbBQ  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 3sC: jIp  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 QTh0 SL  
    a%[q |oyR  
    6. 分光器的设置 %F$N#YG  
    ATO 5  
    =49o U  
    PHkDb/HIx|  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 0_V*B[V  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 my[,w$YM  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 -c$z 2Q)  
    X\G)81Q.S  
    7. 合束器的设置 ib Ue*Z["1  
    ~|=rwDBZ8l  
    a#R %8)  
    QJM(UfHUD  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 El1:?4;  
     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。 (+$ol'i  
    ![q }BU4  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 x?>!UqgkY  
    Z]e4pR6!  
    5)x6Q|-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)。 :>ZzP:QD  
    应用示例详细内容 ox JGJ  
    仿真&结果 Ix4jof6(  
    |3"NwM>  
    1. 结果：利用光线追迹分析 IE@ z@+\(  
    IF$^ 0q  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 H&u4v2  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    sk\_[p  
    zdT->%  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 1uY3[Z9S  
    Wu]/(F  
    lbG}noqb  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 @>gD1Q7v b  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 `Q+i-y  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    PGMv(}%;  
    lJ("6aT?  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 L F8Pb;I  
    @\S]]oLn  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 @-}D7?  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 4LJ]l:m  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 fuQ4rt[i  
    J.*[gt%O|  
    4. 对准误差的影响：元件平移 wK2yt?  
    'MSEki67  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 #: dR^zr<  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 g&|4  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Wk0>1 rlu  
    =I+l=;05Rd  
    }g%KvYB_  
    5. 总结 D)f5pEq'  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Y] D7i?3N  
    }C_G0'"F  
    4. 仿真 E`A<]dAoK  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;"d?_{>7  
    D2>hMc  
    5. 计算 UY?i E=  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .Z(S4wV  
    {m?K2]](  
    6. 研究 I}6DoLbV  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 o(B<!ji~'  
    < fojX\}3  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 yYxeNE"  
    Oz4,Y+[#  
    扩展阅读 ^yEj]]6  
    z5|e\Z  
    1. 扩展阅读 FgFJ0fo  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 &cv@Kihq(  
    _IQU<Za  
     开始视频 @%I_&!d  
    - 光路图介绍 .IW_DM-  
    - 参数运行介绍 @2GhN&=  
    - 参数优化介绍 7G<KrKal  
     其他测量系统示例： ~$?y1Yv  
    - 迈克尔逊干涉仪     l0:e=q2Ax  
     
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