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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 wCn W]<+  
    /pX\)wi  
    应用示例简述 :[\}Hn=  
     ;uDH&3W  
    1. 系统说明 XQlK}AK  
     }@a_x,O/x}  
    光源 [",W TZ:  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) oryoGy=(yk  
     元件 )ZNH/9e/  
    — 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 I.q nA  
     探测器 QXgh[9w G  
    — 干涉条纹 $Wb"X=}tl  
     建模/设计 r+ v*(Tu  
    — 光线追迹：初始系统概览 >KM<P[BRd  
    — 几何场追迹加(GFT+)： mpXc o *!_  
     计算干涉条纹。 \f@PEiARG7  
     分析对齐误差的影响。 Wd&!##3$Q  
     *Swb40L^  
    2. 系统说明 a.wRJ  
     [y=k}W}z  
    参考光路 k gWF@"_  
    Ou8@7S  
    3. 建模/设计结果 +?nW  
    +a"A svw2  
    ldi'@^  
    4. 总结 (ioi !p  
     %2bZeZ  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 uK}k]x\z  
     }&`#  
    1. 仿真 0(:"q!h  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 zOWbdd_zl  
    2. 计算 p4HX83y{  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ]W-:-.prh  
    3. 研究 xr)kHJ:v  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 I)Lg=n$  
    waO*CjxE:  
    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。 (Dq3e9fX  
     _@jl9<t=_  
    应用示例详细内容 ^<[oKi;>  
    系统参数 Hz%#&E  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 $*L@y m  
     Qighvei  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 cz&Qoyh{;  
    r?[PIf  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 vr=iG xD  
     w*$nG$  
    2. 说明：光源 7cY_=X-?Y  
     +Rxf~m(pV  
    7PHvsd"]p  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ]0V~|<0c  
     因此，相干长度大于1m $PHKI B(  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 o&fAnpia=  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 K, ?M5n '  
    {$oZR" MP  
    byyz\>yAVq  
     BLuILE:$  
    3. 说明：光源 m"X0Owx  
    +cQ4u4  
    {cq; SH  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 o^d(mJZ.F~  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 6>SP5|GG  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 V ,*YM   
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     z#8GF^U:T  
    4. 说明：光学元件 R%8nR6iG"  
    nPR_:_^  
    <;SQ1^N  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -"<H$  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 9@:H9" w  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 9\R:J"X  
     透镜材料为N-BK7。 o/2\8   
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 eIg ' !8h?  
     9k&lq$  
    Xr6lYO_R  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 3yZtyXRPn  
     Y}(v[QGV  
    ~EpMO]I  
     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)。 \*v}IO>2})  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 k2,n:7  
    K3!|k(jt  
    6. 分光器的设置 >.\G/'\?  
    <!-8g!  
    KFCuv15w,3  
    UN_lK<utF  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 y? )v-YGu  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 +2|X 7wA  
     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 1;080| ,s  
    )PB&w%J  
    7. 合束器的设置 $6Nm`[V  
    Czid"Ih-  
    rm1R^ n  
    9Rb-QI  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 lVARe3#  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 Gx y>aS3  
    ;!Ojb  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 rs=wEMq/  
    PF1!aAvVb  
    A WMR0I  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 !b7]n-1zs  
    应用示例详细内容 R^f~aLl  
    仿真&结果 ^qIp+[/'  
    [o*u!2 r  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Yw\} '7  
    *~lD;{2  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 B[S.6 "/H  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    G>YJ3p7  
    nyw,Fu  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 \#m;L/D  
    gupB8 .!  
    *P61q\2Z  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 y@nWa\i G  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 C ])Q#!D|  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    NQ'^ z  
    ~SUA.YuF  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 dV<M$+;s]  
    =yz#L@\!  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 7 I&7YhFI  
     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°。 23_<u]V  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Q7N4@w;e  
    A0V"5syY  
    4. 对准误差的影响：元件平移 6@]Xwq  
    pyT+ba#  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 !_?<-f(  
     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。 S/G,A,"c  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 HdJLD+k/  
    nbMH:UY,J  
    83412@&  
    5. 总结 E:D1ZV  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^R,5T}J.  
    bhOyx  
    4. 仿真 #h6(DuViKw  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 k {s#wJA  
    CbQ@l@d]  
    5. 计算 +y6|Nq  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ^W_}Gd<-#Y  
    ^n@iCr9  
    6. 研究 /q uf'CV}  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 "f!*%SR: 1  
    T9t9])  
    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。 Dr6Br<yi  
    ![7v_l\Q  
    扩展阅读 jm.pb/  
    9(ZzwkD'>  
    1. 扩展阅读 Uf4QQ `c#  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 HoH3.AY X  
    yx{Ac|<mR  
     开始视频 9`4h"9dO  
    - 光路图介绍 ~_8Ve\Y^/  
    - 参数运行介绍 8kW9.   
    - 参数优化介绍 smIZ:L %  
     其他测量系统示例： 3a!/EP  
    - 迈克尔逊干涉仪     L]K*Do  
     
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