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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?#_3h$"T  
    p? dXs^ c  
    应用示例简述 ia!b0*<   
     Y}/e" mp  
    1. 系统说明 yz CQ  
     5yHarC  
    光源 Eep*,Cnt0  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 7HpfHqJ7  
     元件 y$]gmg  
    — 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 Zy>iaG9}  
     探测器 b~1]}9TJ  
    — 干涉条纹 [`_ZlC  
     建模/设计 AV%?8-  
    — 光线追迹：初始系统概览 >|"mhNF  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Nf#8V|  
     计算干涉条纹。 TJB) ]d<  
     分析对齐误差的影响。 T\G2B*fGd  
     d"1DE  
    2. 系统说明 |b@H]c;"  
     P~>E  
    参考光路 #q06K2  
    V>{G$(v$  
    3. 建模/设计结果 8fn7!  
    rcC}4mNe  
    n9;z=   
    4. 总结 S G&VZY  
     LIo3a38n?y  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 t3#My2=  
     Nn"[GB  
    1. 仿真 P <$)v5f  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 .H M1c  
    2. 计算 x2#5"/~4  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 fQ\nK H~  
    3. 研究 n~1'M/wh  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 +h64idM{U  
    3f u*{8.XZ  
    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。 2k }:)]m  
     y^rcUPLT  
    应用示例详细内容 <Rs#y:  
    系统参数 #Ub"Ii  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 g> lJZD@  
     yGNZw7^(  
     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。 o -< 5<  
    ^w0V{qF{  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 oD$8(  
     Ywj=6 +;  
    2. 说明：光源 kOe %w-_  
     +GgJFBl  
    9,?\hBEu  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 R W= <EF&  
     因此，相干长度大于1m R^}}-Dv r  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 U({20  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 D;f[7Cac  
    49)A.Bh&!  
    f8ap+][  
     @/S6P-4  
    3. 说明：光源 %+WIv+ <  
    _%HpB=  
     u/ Os  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 +%Vbz7+!  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 vepZod}D  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 nI1DLVt  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ?)B"\#`t  
    4. 说明：光学元件 o8 A]vaa  
    |E\0Rv{H3  
    ?/mkFDN  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 #z|\AmZ\  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 X(D$eV  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 u3!aKXnv<  
     透镜材料为N-BK7。 ; Q-f6)+&  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 >".,=u'  
     +/A`\9QT  
    :n3)vK   
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 uV]4C^k;`[  
     E$z)$`"1  
    ^!]Hm&.a  
     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)。 zw{cli&S  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ]Gw?DD|Gn  
    M@a?j<7P,m  
    6. 分光器的设置 s52c`+  
    -.A8kJ  
    lVywc:X  
    WZk\mSNV  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 9`J!]WQ1[  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 )z0qKb \  
     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 mU1lEx$  
    +):t6oX|  
    7. 合束器的设置 @l9qH1  
    B;'Dh<J1  
    X!5  
    (7RxCo=X  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 wj>mk  
     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。 +w Oa  
    T ,, Ao36  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 OE(H:^ZR  
    e";r_J3w  
    +zxj-di M  
     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)。 SWr?>dl  
    应用示例详细内容 _8C0z=hz  
    仿真&结果 **rA/*Oc  
    mj0{Nd  
    1. 结果：利用光线追迹分析 #5GIO  
    CW k#Amt.  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 eR r.j  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ]trVlmZXH}  
    }LS:f,1oGp  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 .$+]N[-=  
    Y) Y`9u<?  
    O=}4?Xv  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 %sb)U~gP  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ryzz!0l  
     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。
    2Yt#%bj7^  
    uR{HCZ-  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 *6~ODiB  
    <=8REA?  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 /5 Wy) -  
     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°。 Tl=cniy]  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 !=@Lyt)_b  
    LtKiJ.j?A  
    4. 对准误差的影响：元件平移 }l&Uh &B`  
    7''l\3mIn  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 }^WQNdws56  
     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。 Z^,C><Yt  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 %pgie"k   
    B" TZ8(<  
    2<wuzP|  
    5. 总结 (&0%![j&  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 . $uvQpyh  
    VTySKY+  
    4. 仿真 kA?a}   
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 L<!}!v5ja  
    Pcut#8?  
    5. 计算 8*3o 9$Pj  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 gO%#'Eb2  
    ~C=I{qzF+  
    6. 研究 Y~Y-L<`I  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 jW*|Mu>2  
    GVk&n"9kp  
    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。 c^vP d]Ed  
    LnIln[g:  
    扩展阅读 tGnBx)J|  
    K,e"@G  
    1. 扩展阅读 zbK=yOIOd  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 $ysemDq-a\  
    I&~kwOP  
     开始视频 CY#|VE M  
    - 光路图介绍 5vs~8|aRo  
    - 参数运行介绍 E8gXa-hv  
    - 参数优化介绍 << `*o[^L  
     其他测量系统示例： O*{<{3  
    - 迈克尔逊干涉仪     !E!i`yF  
     
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