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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 ]?tC+UKb  
    /%fBkA#n  
    应用示例简述 %&w 8E[  
     z><u YO$  
    1. 系统说明 /P { Zo  
     Oh)s"f\N  
    光源 iZm# "}VG  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) FOz~iS\  
     元件 HGM? ?=  
    — 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 WZ,}]D  
     探测器 /Y| y0iK  
    — 干涉条纹 6:_@;/03%  
     建模/设计 J8IdQ:4^l  
    — 光线追迹：初始系统概览 trlZ^K  
    — 几何场追迹加(GFT+)： %c:v70*h=  
     计算干涉条纹。 {EU?{ #  
     分析对齐误差的影响。 ~0/tU#&  
     "pUqYMB2i  
    2. 系统说明  =ie8{j2:  
     \A "_|Yg  
    参考光路 z 3((L  
    WRIOjQ:  
    3. 建模/设计结果 P5;n(E(19  
    k+qxx5{  
    GY% ^!r  
    4. 总结 S=NP}4w,_)  
     FVY$A =G  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Z8mSm[w  
     ^<u9I5?  
    1. 仿真 "$P|!k45(  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 9rD6."G  
    2. 计算 <7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 zt,Tda4Y  
    3. 研究 F/8="dM  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 fyHFfPEE  
    <;eXbO>Q  
    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。 1=o|[7  
     xbUL./uj  
    应用示例详细内容 b{+7sl  
    系统参数 <d*;d3gm  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 TTGk"2 Q'  
     ui>0?O*G  
     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。 pk>p|q  
    }253Q!f  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 r [NI#wW  
     $!Qv f  
    2. 说明：光源 8)KA {gN}  
     t 0 omJP  
    0XgJCvMcB  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Wnf3[fV6P  
     因此，相干长度大于1m S{uKm1a  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 N"',  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 5Yxs_t4  
    owR`Z`^h)  
    D6Q6yNE  
     lhk=yVG3  
    3. 说明：光源 @Yzdq\FI  
    A,H|c="  
    ?v5OUmFM  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 n PAl8  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 k_,wa]ws$  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 bY@ S[  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     }Cs. Hm0P  
    4. 说明：光学元件 5u:{lcC.X  
    N'5AU (  
    V eD<1<  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 1J{1>r  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 {?+dVLa^;  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 v,eTDgw  
     透镜材料为N-BK7。 jIvSjlmI  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 {p90   
      sJ3O ]  
    u*h+ c8|zI  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 L!>EW0  
     )NjxKSiU@  
    Y-ZTv(<  
     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)。 SWq5=h  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 5YG %\  
    Y%GIKtP  
    6. 分光器的设置 H?H(=  
    S.)+C2g,@  
    1woBw>g  
    N!=$6`d  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 'F .tOD  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 o6b\ w  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 _T^+BUw  
    l)P~#G+C  
    7. 合束器的设置 H)5V \  
    Nn:>c<[  
    {=Y3[  
    /4xp?Lo:  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 6xC$R q  
     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。 sM  _m  
    .ou#BWav/  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 "TQ3{=j{  
    _Pe,84Ro  
    VNggDKS~K  
     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)。 4UV6'X)V  
    应用示例详细内容 WF&?OHf2  
    仿真&结果 7j//x Tr}a  
    } N$soaUs  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ]!mC5Ea  
    ?c7} v  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Dpf"H  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    F,)\\$=,  
    >P_/a,O8  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 rL9u7) x  
    +#wh`9[wBt  
    vi8)U]6  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 9~lC/I')t  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 x[m&ILr  
     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。
    }z|@X KA#  
    S +mM S  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 #CcC& I :c  
    B{dR/q3;@  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 \[CPI`yQe  
     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°。 <5fb, @YN  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 'U|Tye i?  
    ,T<q"d7-#  
    4. 对准误差的影响：元件平移 mAZfo53  
    V!XT=Ou?6  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 65g"$:0  
     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。 R4 x!b`:i  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 XqxmvN  
    tpQ?E<O  
    +C8yzMN\  
    5. 总结 EW}7T3g  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 NJqjW  
    4IUdlb  
    4. 仿真 ob(S/t  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 J6s@}@R1  
    dF#`_!4pbf  
    5. 计算 (h $[g"8  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 X 8#Uk}/  
    xJemc3]2  
    6. 研究 K|Kc.   
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ("!P_Q#  
    ?mME^?x Mu  
    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。 {%! >0@7  
    g)/#gyT4Y  
    扩展阅读 Dmq_jt  
    eCfy'US;@3  
    1. 扩展阅读 a"Q>K7K  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 `rQDX<?  
    !8ch&cr)o+  
     开始视频 ]?"1FSu-8r  
    - 光路图介绍 =|Vm69  
    - 参数运行介绍 4n 9c  
    - 参数优化介绍 Xpp%j  
     其他测量系统示例： N{<9N jmm  
    - 迈克尔逊干涉仪     3{"MN=  
     
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