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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 ?ng14e  
    27a* H1iQ  
    应用示例简述 e*P=2*]M  
     t{X?PF\>o  
    1. 系统说明 9fuJJ3L[  
     ^b"bRQqm  
    光源 \+{t4Im  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Sn(l$wk=  
     元件 !)%>AH'  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 MV<!<Qmj  
     探测器 Cfr<D3&,]  
    — 干涉条纹 %K^gUd>,R  
     建模/设计 bR'mV-2'  
    — 光线追迹：初始系统概览 M 20Bc,VI  
    — 几何场追迹加(GFT+)： `8Jq~u6_Z  
     计算干涉条纹。 e?!L}^f6X  
     分析对齐误差的影响。 If-,c^i  
     &]VQR2J}:  
    2. 系统说明 7?MB8tJ5r4  
     {Vxc6,=  
    参考光路 6QII&Fg  
    g8I!E$  
    3. 建模/设计结果 DikdC5>O>m  
    `V&1]C8x  
    hV-V eKjZ(  
    4. 总结 i,#k}CNu  
     J%\- 1  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?GO SeV  
     5iQmZ [  
    1. 仿真 PFS;/   
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 1yBt/U2  
    2. 计算 <&5m N  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 veUa|Bx.(v  
    3. 研究 @~k5+Z  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Q(510)  
    3`A>j"  
    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。 p^1zIC>F  
     q^ a|wTC  
    应用示例详细内容 ](W5.a,-$L  
    系统参数 qKdS7SoS  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +VCo$o  
     , 3X: )  
     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。 jzs.+dAg  
    e}42/>}#D  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 >Mvka;T]  
     w 66 v\x~  
    2. 说明：光源 S&4+ e:K  
     Kt W6AZJ  
    )Hbb&F  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 mC i[Ps  
     因此，相干长度大于1m i:o}!RZ>  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Al7<s  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 mZ~qG5@/F  
    (CdJ;-@D  
    d^F|lc ]8  
     )K~w'TUr  
    3. 说明：光源 HH)"]E5  
    g(aZT#ii=  
    Hjs }  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 0YzsA#yv  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 VeZey)Q  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 R?cUy8?'S  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ~>V-*NT8  
    4. 说明：光学元件 /X4yB"J>  
    +TC1nkX  
    8-7dokg>  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。  gH %y  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 25:Z;J>  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 3VmI0gsm.>  
     透镜材料为N-BK7。 ><;Q@u5~  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 .~3kGf":  
     )QmGsU}?  
    5m4DS:&  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 3{"byfO#%  
     g \Wj+el}  
    x97L6!  
     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)。 ?O??cjiA@  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 x(8n 9Q>  
    OifvUTl9b  
    6. 分光器的设置 ;DuXS y!g  
    W>B^S  
    !X|k"km"  
    wtXY: O  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Py|;kF~![  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 7^$)VBQ/  
     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 bd!U)b(}OV  
    .WvlaPK  
    7. 合束器的设置 ?aBj#  
    P;vxT}1  
    @6 /yu>%  
    !}y1CA  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 G @g h#[b  
     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。 )6{< i5nJ\  
    uWjN2#&,  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 `>6T&  
    i9rS6<V'  
    ju|]Qlek  
     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)。 L@RIZu>ZW+  
    应用示例详细内容 m@jge)O&D  
    仿真&结果 whye)w  
    g5+7p@'fV  
    1. 结果：利用光线追迹分析 vE%s, E,  
    6<X%\[)n  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 5RF4]$zT  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    gAt~?HvW6  
    tdep|sD  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 zI^]esX!2_  
    ?cKZ_c  
    9sSN<7  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 +r]zs^'  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 /c`^iPb  
     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。
    wpXgPVZT  
     fRB5U'  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 4zjs!AK%  
    p[9s<lEh  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 $A2n{  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 mM_ k ^4:  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 irbw'^;y  
    |4;UyHh  
    4. 对准误差的影响：元件平移 , sjh^-;  
    0 Y>M=|  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 z.36;yT/  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 D3D}DaEYj  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 k GHQ`h  
    _{4^|{>Pv  
    Io  n~  
    5. 总结 VwyVEZt  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 29&bbfU  
    D`[Khsf  
    4. 仿真 I|9 SiZ0  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 pTJX""C  
    3BG>Y(v  
    5. 计算 ALc`t(..}A  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 SJ?cI!=x  
    = &tmP  
    6. 研究 ]fBUT6  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 /Fgw$ ^H  
    );FS7R  
    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`n$b(VZ  
    k V;fD$iW;  
    扩展阅读 k*?I>%^6#T  
    s58 C2  
    1. 扩展阅读 t `kui.  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 {pL+2%`~  
    =LkR!R=  
     开始视频 aNxAZMg  
    - 光路图介绍 0[Ht_qxb  
    - 参数运行介绍 ^uBxgWIC  
    - 参数优化介绍 n]}W``=7  
     其他测量系统示例： H/+B%2Zj  
    - 迈克尔逊干涉仪     - e"jw#B  
     
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