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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 $M:*T.3  
    &_8 947  
    应用示例简述 {R{=+2K!|k  
     a(ZcmYzXU  
    1. 系统说明 )%fH(ns(  
     X1_5KH  
    光源 :7;@ZEe  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) HTTC TR  
     元件 gI|~|-'  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 _+3::j~;m  
     探测器 Qn2&nD%zi  
    — 干涉条纹 &mM0AA'\?H  
     建模/设计 vW@=<aS Z  
    — 光线追迹：初始系统概览 <9b &<K:  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ;}p  
     计算干涉条纹。 sNFlKQ8)Q  
     分析对齐误差的影响。 )0k53-h&  
     ]T) 'Hb  
    2. 系统说明 |u p  
     bpa?C  
    参考光路 .*Qx\,  
    F,CT Z~  
    3. 建模/设计结果  e]$s t?  
    >=w)x,0yX  
    i,VMd  
    4. 总结 +LJ73 !  
     @>7%qS  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 xN'I/@ kb  
     KqP#6^ _  
    1. 仿真 :b!s2n!u  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 iK;XZZ(  
    2. 计算 Z4bNV?OH  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 I5W~g.<6  
    3. 研究 #4;wjcGWw  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 tX~w{|k  
    (**oRwr%  
    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。 b7ZSPXV  
     %@Jsal'  
    应用示例详细内容 1{.9uw"2S  
    系统参数 DVeE1Q  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 .fs3>@T"#  
     e+=K d+:k  
     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。 !bP@n  
    8RHUeRX  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 !H\F2Vxs  
     z0 Z%m@  
    2. 说明：光源 >@Kx>cg+  
     4mbBmQV$#  
    tT._VK]o&R  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =i3n42M#  
     因此，相干长度大于1m EiaW1Cs  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 6wg^FD_Q  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 bhs _9ivw  
    J9 I:Q<;  
    (w zQ2Dk  
     )YI(/*+]  
    3. 说明：光源 DW3G  
    '0,^6'VWOV  
    x|29L7i  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 BL4-7  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 A/?7w   
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Fs^Mw g o  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     O.JN ENZf  
    4. 说明：光学元件 fd9k?,zM  
    o,wUc"CE  
    \^1E4C\":  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Zgb!E]V[  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 IUct  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 *n"{J(Jt`  
     透镜材料为N-BK7。 yF/jFn  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 B|X!>Q<g  
     |+"(L#wk  
    .tr!(O],h  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 9Gz=lc[!7  
     W!(LF7_!  
    7o}J%z  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Yoll?_k+  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 uvS)8-o&F  
    q" 5(H5  
    6. 分光器的设置 Vf1^4 t  
    Q=dy<kg']  
    J|rq*XD}q  
    8Cv?Z.x5  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 {(?4!rh  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 |e0`nn=  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 r,2g^ K)6  
    <=C?e<Y  
    7. 合束器的设置 eJ81-!)  
    ~7Ux@Sx;  
    H" 7u7l  
    mXs; b 2r^  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Qe(:|q _  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 mB)bcuPv  
    1yY0dOoLG)  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @9|hMo  
    T&7qC=E#5  
    E&:,oG2M  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 o3}3p]S\  
    应用示例详细内容 % %UE+u @J  
    仿真&结果 q- d:TMkc  
    +[g,B1jt  
    1. 结果：利用光线追迹分析 LjHVJSC  
    Q=yg8CQ  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 eb$#A _m  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    DLNb o2C  
    IV)j1  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 LBP`hK:>W~  
    sdmT  
    7"D.L-H  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 cj5+N M"  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ;i+#fQO7Q  
     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。
    x'R`. !g3  
    'H<\x  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 8, >P  
    u\nh[1)a)  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 "" ZQ/t\  
     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°。 , ++ `=o  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ;gr9/Vl  
    r" ,GC]  
    4. 对准误差的影响：元件平移 S ByW[JE  
    ` sU/&  P  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Pk)1WK7E  
     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。 GWip-wI  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 u\JNr}bL  
    4H]L~^CD  
    uM6+?A9@l  
    5. 总结 m`r(p"  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 t\ewHZG"  
    jo@J}`\Zt  
    4. 仿真 N ZSSg2TX#  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Xla~Yg  
    8)I^ t81  
    5. 计算 GR32S=\  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 {Y9q[D'g.  
    o{[YA} xc  
    6. 研究 5`:Y ye  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 b;UJ 88  
    k$^`{6l  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 )K    
    ?FcAXA/J{  
    扩展阅读 S{m% H{A!  
    u;c?d!E  
    1. 扩展阅读 a:6m7U)P#5  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 P";'jVcR  
    U/NoP4~{  
     开始视频 J7p),[>I<  
    - 光路图介绍 "9e\c;a  
    - 参数运行介绍 u.Dz~$T  
    - 参数优化介绍 JaGtsi9%.  
     其他测量系统示例： G'A R`"F  
    - 迈克尔逊干涉仪     wAW5 Z0D  
     
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