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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 ajuwP1I  
    k9`Bi`wp  
    应用示例简述 Bry\"V"'g  
     $D8eCjUm  
    1. 系统说明 MoN;t;  
     X#<#7.  
    光源 -E#!`~&V  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) }tT"vCu  
     元件 +1Oi-$ 2-  
    — 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 -tWkN^j8+  
     探测器 _"%ef"oPh  
    — 干涉条纹 zFh JLH*C  
     建模/设计 oJw~g [  
    — 光线追迹：初始系统概览 F.mS,W]  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 5An| #^]  
     计算干涉条纹。 Q>u$tLX&  
     分析对齐误差的影响。 s`ly#+!.  
     Sc;WraEn2  
    2. 系统说明 =CEQYk-y1  
     =h^cfyj  
    参考光路 pS vDH-  
    Z[ }0K3,5  
    3. 建模/设计结果 wE:hl  
    (Vglcj  
    `<2y [<y  
    4. 总结 '/kSUvd  
     L)JpMf0  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 TOV531   
     k.>*!l0  
    1. 仿真 P]-d (N}/H  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 %iY-}uhO  
    2. 计算 #P$=P2o  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ;=1]h&S  
    3. 研究 zr%lBHuW  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 w1EYXe  
    MCU{@ \?Xf  
    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。 Lz2 AWqR  
     0f/=C9L  
    应用示例详细内容 nC^?6il  
    系统参数 Ia$&SS)K  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 )Ac+5bs  
     MjNCn&c  
     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%S<X  
    Qfr%BQV  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 {.O Bcx  
     utKtxLX"  
    2. 说明：光源 $+)2CXQe5  
     :-7`Lfi@%  
    "TA r\; [  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 3 <RkUmR  
     因此，相干长度大于1m 5F cKY_  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 #\*ODMk$4|  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ;AK;%  
    J6/Mm7R  
    tpj({   
     $w`QQ^\  
    3. 说明：光源 S',i  
    Es6b~ #  
    \](IBI:  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 U8kH'OD  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 y-O# +{7  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 *IUw$|Z6z)  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     o1='Fr  
    4. 说明：光学元件 He="S3XON  
    a@Tn_yX  
    Lc(D2=%  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 0{g@j{Lbz  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 od!"?F  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Au &NQ+  
     透镜材料为N-BK7。 5*~Mv<#  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 G^]T  
     9qkH~B7  
    8WK%g0gm  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 o-2FGM`*VB  
     gBz$RfyF  
    N r5 aU6]  
     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)。 :D6"h[7  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 _,(]T&j #2  
    De,4r(5  
    6. 分光器的设置 U;o[>{L   
    iD,iv  
    t_5b  
    q 1a}o%  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ;xaOve;9  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 5"xZ'M~=  
     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 Yi1* o?  
    FDM&rQ  
    7. 合束器的设置 }c(".v#  
    vAi NOpz#  
    J8I_tF6  
    zq -"jpZG  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 qG3 [5lti  
     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。 t] LCe\#  
    x"h0Fe?J  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 r1&b#r>  
    0:UK)t)3I  
    D(xgadr  
     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)。 wOQ-sp0q0  
    应用示例详细内容 `"QUA G  
    仿真&结果 R>H*MvN  
    Qx CZ<|  
    1. 结果：利用光线追迹分析 .CH0P K=l  
    Gs%IZo_  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 |1J=wp)#  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    d (]t}  
    vf(8*}'!Q  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 e:}8|e~T  
    E15"AO  
    JmdXh/X  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 c7T9kV 8hS  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 (UmoG  
     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。
    <(W0N|1v  
    bf2R15|t5`  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 JG&`l{c9  
    yO.3~H)c  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 (.\GI D+i  
     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°。 32jOs|<\  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 1L1_x'tT%  
    <y5V],-U  
    4. 对准误差的影响：元件平移 )\_xB_K\  
    e"(l  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 |qbCmsY5/  
     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。 |gEA.} pY  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Pm; /Ua  
    ]$(::'pmK  
    6dTq&GZ\  
    5. 总结 3N6U6.Tqb  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 'TpW-r:  
    avxI\twAU  
    4. 仿真 bep}|8,#u  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 WL-+;h@VQ  
    en>d  T  
    5. 计算 VpSk.WY/ e  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 q]q(zUtU  
    8=ubMqr[  
    6. 研究 TN3, \qgV  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 2pFOC;tl  
    ~L Gkc 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。 hKjvD.6]%  
    U~Aw=h5SD  
    扩展阅读 *)"U5A/v)  
    3=~"<f l  
    1. 扩展阅读 L^rtypkJ  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ~J!a?]  
    x-+[gNc 6  
     开始视频 pWH8ex+  
    - 光路图介绍 hABC rd Em  
    - 参数运行介绍 mtuq  
    - 参数优化介绍 !OM9aITv[  
     其他测量系统示例： AWC zu5ve  
    - 迈克尔逊干涉仪     Dr6"~5~9w  
     
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