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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 ;pH&YBY  
    3P}^Wu  
    应用示例简述 44r@8HO1  
     5>S=f{ghFw  
    1. 系统说明 E\$7tXQK6  
     bh Nqj  
    光源 6_rgj{L  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) E: 7R>.g  
     元件 PQ0l<]Y  
    — 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 At t~N TL  
     探测器 ]'"aVGqa.  
    — 干涉条纹 1K&_t  
     建模/设计 BdMmeM2h  
    — 光线追迹：初始系统概览 }piDg(D  
    — 几何场追迹加(GFT+)： .,vF% pQ  
     计算干涉条纹。  UZ*Yt  
     分析对齐误差的影响。 Q:v9C ^7  
     7RpAsLH=  
    2. 系统说明 j]6c_r3  
     0`H)c) pP  
    参考光路 {e/6iSpT  
    M9PzA'}4W6  
    3. 建模/设计结果 )8,)&F  
    +t8{aaV  
    !kpnBgmU  
    4. 总结 Qnr7Qnb  
     s7 K](T4  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s{Wj&.)M  
     ' K\ $B_  
    1. 仿真 [V2`t'  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^q@6((O  
    2. 计算 cUDo}Yu  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >Nho`m(  
    3. 研究 #P,C9OQD  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 r5s$#,O/&Q  
     "d3qUk  
    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。 |to|kU  
     6 @X j  
    应用示例详细内容 %~{G*%:  
    系统参数 =Z~nzyaN  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 USrBi[_ci\  
     =X24C'!Mpe  
     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。 13f@Ox$  
    S!JwF&EW  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 jb'A Os  
     7%7 \2!0J}  
    2. 说明：光源 B098/`r  
     ?c7} v  
    ;Q{~jT  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 wMx# dP4W8  
     因此，相干长度大于1m Osj/={7g  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 2<X.kM?N{B  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ?*K{1Ghf  
    H%&e[PU  
    HuRq0/"  
     4xl}kmvv  
    3. 说明：光源 &}."sGK  
    S +mM S  
    pI]tv@>:f  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 3{/Y&/\"'^  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 K:_5#!*^98  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 cZFG~n/  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     g=q1@)  
    4. 说明：光学元件 O&vE 5%x  
    #ts;s\!  
    2*5]6B-(  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 7#G8qh<  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 d:"#_  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 -&UP[Mq  
     透镜材料为N-BK7。 {OBV+}#  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 EW}7T3g  
     #J_+ SL[  
    ZaKT~f%%z  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 f?[0I\V[$  
     8gK  <xp  
    L3s1a -K  
     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)。 grWmF3c#  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 _f1~r^(/T0  
    ijuIf9!  
    6. 分光器的设置 M0$wTmXM  
     A&8{0  
    Zp'q;h_  
    g)/#gyT4Y  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 `COnb@uD  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 :rcohzfa  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 L?:fyNA3[  
    FQp@/H^  
    7. 合束器的设置 5k]xi)%  
    >r8$vQGj  
    W, YYL(L  
    6vL+qOdx  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Mb +  
     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。 I4RUXi 5  
    K H&o`U(}  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 -Rcl(Q}LZ  
    )/4xR]  
    7~H.\4HB  
     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)。 t,4'\nv*  
    应用示例详细内容 'qt+.vd  
    仿真&结果 898=9`7e  
     )o\U4t  
    1. 结果：利用光线追迹分析 S)L(~ N1  
    hxX-iQya  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 @Y| %  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    fk!P#  
    Du7DMo=l  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 L2P#5B!S  
    p*l]I *x'<  
    WN`|5"?$  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 @9ndr$t  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Fmo^ ?~b  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    UX!)\5-  
    ! {c"C  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 _G1C5nkDl4  
    hOH DXc"  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 s;NPY  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 >?yxig:_  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 gPYF2m  
    9d8bh4[  
    4. 对准误差的影响：元件平移 F?EAIL  
    x}(p\Efx  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 GL- r;  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 '"~ 2xiin  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 @Q#<-/  
    lemE/(`a_  
    ~SD8#;v2  
    5. 总结 ) HPe}(ypt  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 sPoH12?AL  
    V3] Z~@  
    4. 仿真 sn=_-uoU  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 /QT"5fxKJ  
    >|!s7.H/J/  
    5. 计算 EKTn$k=  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 D1g .Fek5  
    8"5^mj  
    6. 研究 c(5r  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 [\ALT8vC?m  
    !GL kAV  
    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。 ~wl 4  
    "oc&uj  
    扩展阅读 {T2=bK~  
    XA4miQn&  
    1. 扩展阅读 xfsf  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 H1^m>4ll9  
    +;*dFL  
     开始视频 1NI%J B  
    - 光路图介绍 +`D,7"{Eu  
    - 参数运行介绍 =MCQNyf+  
    - 参数优化介绍 FvTc{"w /  
     其他测量系统示例： gdKn!; ,w#  
    - 迈克尔逊干涉仪     u:[vqlU  
     
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