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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 gAvNm[=wD2  
    2 Ax(q&`9  
    应用示例简述 IrRy1][Qr  
     e?(4lD)d  
    1. 系统说明 Z]LP18m9kl  
     rYPuo  
    光源 6$PQ$  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) zz3{+1w]  
     元件 @&HLm^j2O  
    — 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 IH*G7;  
     探测器 g#{7qmM  
    — 干涉条纹 l{rHXST|  
     建模/设计 ii`,cJl  
    — 光线追迹：初始系统概览 'GW~~UhdW  
    — 几何场追迹加(GFT+)：  1^hG}#6_  
     计算干涉条纹。 &Kc45  
     分析对齐误差的影响。 ^,'KmZm=  
     /FTP8XHwL)  
    2. 系统说明 ?aaYka]  
     C]ho7qC  
    参考光路 Or/YEt}  
    {IB4%,qT  
    3. 建模/设计结果 Ktuv a3=>N  
    6a]Qg99\  
    ,uO?f1  
    4. 总结 gv jy'Rm  
     Ka{QjW!%d<  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 NCkrf]*F-  
     OlW5k`B  
    1. 仿真 yF XPY=EQ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ] C_$zbmi  
    2. 计算 ;cv\v(0  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 yaC_r-%U&  
    3. 研究 #R= 6$  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 >\Iy <M  
    5n2}|V$VqP  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 S`spUq1o  
     :$^sI"hO  
    应用示例详细内容 .GDY J9vi  
    系统参数 }WNgKw  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 "aGpC{  
     6~Zq  
     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。 ]\=M$:,RZ  
    W<H^V"^  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 B&lF! ]  
     @ao Hz8K  
    2. 说明：光源 K@=_&A!  
     TSd;L u%hr  
    ZnB|vfL?  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 WB|SXto%4D  
     因此，相干长度大于1m z:tu_5w!,  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 1QDAfRx  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ;Q8rAsf 9  
    !7kca#,X  
    T$xY]hqr  
     Zh.9j7 >p  
    3. 说明：光源 kF *^" Cn  
    !bD`2m[Q  
    \ 5^GUT  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 6t6#<ts  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 WAbt8{$D  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 yn5yQ;  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ,n?oNU  
    4. 说明：光学元件 A ptzBs/  
    Mi"dFx^Md  
    3YPoObY  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 s5ddGiZnBT  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 KC{ HX?  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 "S@%d(lg  
     透镜材料为N-BK7。 x5}Ru0Z  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 VDq?,4Kb  
     !j?2HlIK+  
    J Covk1  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 q\g|K3V)  
     jDO[u!J6.%  
    Cuq=>J  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 f?1?$Sp/W  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 dRXF5Ox5K}  
    3Vl?;~ :5  
    6. 分光器的设置 iWZrZ5l  
    C. Hr  
    0x\bDWZ_  
    EnGVp<6R  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 w QX,a;Br  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 UmSy p\i  
     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 wBUn*L  
    @exeHcW61  
    7. 合束器的设置 ~I%m[fQ S  
    B#_<?  
    E hROd  
    `r:n[N=Y&  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 /L8Q[`;.  
     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。 =r=YV-D.  
    C$~2FTx  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 a'zf8id  
    %o4ZD7@ '  
    mjDaus59  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 0wCJNXm  
    应用示例详细内容 WKib$(%f6  
    仿真&结果 ]kQ*t{\  
    }]ak6'|[  
    1. 结果：利用光线追迹分析 z  %Ty;  
    6px(]QU  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 J|-X?V;ZW  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Nv@SpV'  
    [=[>1<L>  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 owDp?Sy}E  
    88]V6Rm9[*  
    18ApHp  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 xx`xDD  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 uOzol~TU)  
     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。
    /UP&TyZ  
    DlHt#Ob7  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 P;7JK=~k  
    N?Byp&rqI<  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 F7!g+LPc<  
     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°。 \$.8iTr@  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 fhGI  
    3K2B7loD)~  
    4. 对准误差的影响：元件平移 'MLp*3djF,  
    PE $sF ]/  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 }HB>Zb5  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 >|{n";n&  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 !&'GWQY{(  
    kiYHJ\a  
    -|0nZ  
    5. 总结 US5 ]@!  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U"nk AW  
    [{iPosQWj  
    4. 仿真 :1>h,NKC>  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 PIk2mX/D_6  
    s7(NFX5  
    5. 计算 ]ySm|&aU  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 tuT>,BbR  
    R;mA2:W)x  
    6. 研究 JWZG)I]r  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 /b&ka&|t  
    onqifQ  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 O*Gg57a  
    W&g@o@wa  
    扩展阅读 4S%s=v w  
    ,> Ya%;h2k  
    1. 扩展阅读 {ef9ov Xk  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 WK2YHJ*$  
    Z "mqH  
     开始视频 0P_=Oy"l-  
    - 光路图介绍 CvOji 1  
    - 参数运行介绍 \wZ 4enm  
    - 参数优化介绍 scc+r  
     其他测量系统示例： _cc3 7[  
    - 迈克尔逊干涉仪     _xWX/1DY  
     
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