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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 @"^0%/2-  
    oaIi2=Tf  
    应用示例简述 ++^l]8  
     (^Y~/  
    1. 系统说明 j3{D^|0bP  
     )84~ugs  
    光源 ?k(7 LX0j  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 6V7B;tB  
     元件 q-}Fvel u  
    — 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 73/P&hT  
     探测器 ~=uWD&5B4  
    — 干涉条纹 gMzcTmbc8  
     建模/设计 )mF5Vw"  
    — 光线追迹：初始系统概览 vzim<;i  
    — 几何场追迹加(GFT+)： !:q/Ye3.  
     计算干涉条纹。 7+\+DujE$  
     分析对齐误差的影响。 ~?K~L~f5  
     e,W%uH>X  
    2. 系统说明 ww], y@da  
     ewctkI$,5  
    参考光路 =A83W/4  
    h4 T5+~rw  
    3. 建模/设计结果 z=q3Zo  
    cj$[E]B3V*  
    < HVl(O  
    4. 总结 9_Be0xgJ3^  
     wea-zN  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 3=aQG'B  
     2N: ,Q8~  
    1. 仿真 W*Zkc:{eB  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 =T HpdtL  
    2. 计算 :bwjJ}F  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 S[PE$tYT#t  
    3. 研究 Rh_np  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 L~lxXTG\  
    g?z/2zKR  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 X=5xh  
     5C o  
    应用示例详细内容 :~Wrf8 UQ  
    系统参数 K,+LG7ec  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 |}BL F  
     \LR~r%(rM  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 3@dL /x4A  
    ,JAx ?Xb  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ILEz;D{]   
     (l^3Z3zf&  
    2. 说明：光源 QbkLdM,S*  
     hT`J1nNt  
    v+46 QK|I&  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 WrQDX3  
     因此，相干长度大于1m JtYP E?  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 MQ 5R O;RY  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 YIoQL}pX  
    mF*2#]%dx  
     HN=V"a  
     ,(d) Qg  
    3. 说明：光源 e:fy#,HEj{  
    We$:&K0  
    sFT.Oxg<  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ZSjMH .Ij"  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 7K,-01-:  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 :61Tun  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     #5cEV'm;  
    4. 说明：光学元件 JEXy%hl  
    1+szG1U=  
    \?[v{WP)  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 O#:$^#j&  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 Q sZx) bO  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 .7e2YI,S  
     透镜材料为N-BK7。 KHe=O1 %QO  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 >7lx=T x  
     [I '0,y  
    XG{{ 2f  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 @L<*9sLWh  
     IHam4$~-  
    G18F&c~  
     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)。 1O/+8yw  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ciBP7>'::  
    Ixb=L (V  
    6. 分光器的设置 [Y|8\Ph`&  
    0h#l JS*  
    sy:[T T!w  
    xHL( !P F  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 hL/)|N~  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 zKw`Md  
     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 lD)%s!  
    .L9j>iP9 *  
    7. 合束器的设置 jN{Xfjmfv  
    f[<m<I  
    e<3K;Q  
    N4^-`  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 X iS1\*  
     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。 /1"(cQ%?  
    'Y*E<6:  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @Z*W  
    o< |cA5f\  
    rM`X?>iT+  
     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)。 $bW3_rl%X  
    应用示例详细内容 >p)MawT]  
    仿真&结果 (!ZM{Js%  
    ?oVx2LdD|  
    1. 结果：利用光线追迹分析 rf $QxJ  
    5:pM 4J  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 AJh w  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    +MR.>"  
    VPO N-{=`  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 uD\?(LM  
    -=%@L&y1  
    XG}C+;4Aw  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ;XF:\<+  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 sPr~=,F  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
     a][f  
    ,5i`-OI  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 JSkLEa~<  
    BzkooJ  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ;T"zV{;7BR  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 Wr<j!>J6Ki  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 >pU$wq|i  
    Lx\ 8Z=  
    4. 对准误差的影响：元件平移 _2h S";K  
    [<2<Y  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 s %qF/70'  
     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。 !Y$h"<M  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 W}m)cn3@  
    q1z"-~i )E  
    k jg~n9#T  
    5. 总结 OBMTgZHxv  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @JtM5qB  
    u$>4F|=T  
    4. 仿真 +1uF !G&l  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。  8cU}I4|  
    tmv&U;0Z  
    5. 计算 mtJ9nC  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C9~52+S  
    :Pvzl1  
    6. 研究 \?Z{hmN  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6hlc1?  
    4.Q} 1%ZN  
    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。 6N",- c  
    *C5R}9O5  
    扩展阅读 +aJ>rR  
    u])b,9&En  
    1. 扩展阅读 brW :C? }  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 19HM])Zw\  
    C69q&S,  
     开始视频 )Hpa}FGT  
    - 光路图介绍 7({]x*o*%  
    - 参数运行介绍 SLkhCR  
    - 参数优化介绍 ]QpWih00V  
     其他测量系统示例： $K]m{  
    - 迈克尔逊干涉仪     T+*%?2>q"  
     
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