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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 |Pv)&'B"  
    L$@qEsO  
    应用示例简述 /'bX}H(dq  
     l(8@?t^;  
    1. 系统说明 x}uDW   
     Y"TrF(C  
    光源 6U1_Wk?   
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) )c<[@ ::i  
     元件 ((6?b5[  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 ]ts^h~BZ$  
     探测器 Z5@E|O&  
    — 干涉条纹 s@*i  
     建模/设计 qU ,{jD$  
    — 光线追迹：初始系统概览 R?#.z#  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Pje 1,B q  
     计算干涉条纹。 sRC?l_n;  
     分析对齐误差的影响。 =0>[-:Z  
     P}he}k&IR  
    2. 系统说明 5e^z]j1Yv  
     P9M%B2DQ6f  
    参考光路 {`9J8qRY  
    "7w=LhzV[$  
    3. 建模/设计结果 Q5*"t*L!N  
    !z]{zM%  
    PVrNS7 Rk/  
    4. 总结 _RWH$L9  
     {z@a{L:SC  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 MTn}]blH  
     {#z[iiB  
    1. 仿真 *~d<]U5h  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 w NMA)S  
    2. 计算 4H`B]Zt7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 zG<>-?q~'  
    3. 研究 -~ Dn^B1^  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 e]V7 7oc  
    {&nDm$KTD  
    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。 4Dasj8GsV  
     C-/+n5J  
    应用示例详细内容 H:mcex  
    系统参数 5qkyi]/U8  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 *nwH1FjH  
     \\Nt^j3qR  
     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。 ;6`7 \  
    [2ri=lf,  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Q>TNzh  
     d26#0Gt-4i  
    2. 说明：光源 Gg%pU+'T  
     J!yK/*sO,  
    1vCVTuRF  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 |wuN`;gc"  
     因此，相干长度大于1m 6df`]s c  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 q'%!qa+  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 U:8cz=#  
    m[Qr>="  
    b6'ZVB  
     5Trc#i<\  
    3. 说明：光源 tD]vx`0>  
    q0@b d2}  
    !ozHS_  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 E>F6!qYm  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 R[H#a v  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 `8;\}6:"1  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     %< Jj[F  
    4. 说明：光学元件 4r9AUmJqw  
    hO(A_Bw  
    QG09=GQ  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 cpx:4R,  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 zvT8r(<n}  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 /L` +  
     透镜材料为N-BK7。 DOq"=R+  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 _ FN#Vq2  
     vH6.;j'^  
    t]xR`Rr;X  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Q>uJ:[x+  
     ge% tj O  
    #YSFiy:+r_  
     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)。 S*H @`Do%d  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 T|uG1  
    #W/ATsDt  
    6. 分光器的设置 "}:SXAZ5`  
    v5*JBW+c*  
    ![m6$G{y  
    :v^OdW  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 I%CrsEo  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 8aW<lu  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 i \@a&tw  
    JY$;m3h  
    7. 合束器的设置 D`)K3;h  
    y.::d9v  
    1c4:'0  
    BKu< p<  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Pe` jNiI  
     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。 ^-(DokdBn  
    iT</  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 tQ`|MO&o  
    2FEi-m}  
    MK <\:g  
     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)。 "fu@2y4^  
    应用示例详细内容 % ejq|i7  
    仿真&结果 c+:^0&l  
    ~zQxfl/  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ^_uCSA'X  
    p-,Bq!aG$  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 -K6y#O@@  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    V/yj.aA*@  
    |q Pu*vR  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 k!d<2Qp W  
    i~rb-~o  
    p+${_w>pl{  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 gN[^ ,u  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 >*$Xbj*  
     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。
    p,7?rI\N  
    }w{E<C(M  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 .L.9e#?3  
    lF\2a&YRbn  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 G}@a]EGm  
     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°。 -f"{%<Q  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。  J {$c|  
    Ka$lNL3<j  
    4. 对准误差的影响：元件平移 @%r "7%tq>  
    bl#6B.*=  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ,?wxW  
     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。 =0SJf 3  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 m1M6N`f  
    ow#8oUf=  
    =tl~@~pqI  
    5. 总结 rnBp2'EM  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 z</^qy  
    GF*uDJ Kp  
    4. 仿真 T75N0/teS  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 j? Vs"d|  
    9G4os!x)  
    5. 计算 AsI.8"  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C#L|7M??;  
    6Y9<| .  
    6. 研究 {"db1Gbfg  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 R0-Y2v  
    c,#Nd@  
    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。 6sT( t8[  
    cvYKZB  
    扩展阅读 IH.EvierJ  
    *?+2%zP  
    1. 扩展阅读 (*\y  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =FfR?6 ~  
    (iht LFp  
     开始视频 kB=5=#s  
    - 光路图介绍 ruy?#rk  
    - 参数运行介绍 :N'   
    - 参数优化介绍 (R(NEN  
     其他测量系统示例： )M@^Z(W/a  
    - 迈克尔逊干涉仪     15MKV=?oY  
     
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