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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 J[ds.~ $  
    yNu_>!Cp5  
    应用示例简述 :yay:3qv  
     d@%"B($nR  
    1. 系统说明 5/H,UL  
     -[>de! T3$  
    光源 ^E&PZA\,;  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) <,d550GSm  
     元件 _1" ecaA  
    — 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 Uqr>8|t?  
     探测器  vSzpx  
    — 干涉条纹 bMH~vR  
     建模/设计 Hxu5Dx5![  
    — 光线追迹：初始系统概览 Q=~"xB8  
    — 几何场追迹加(GFT+)： lH-VqkR\  
     计算干涉条纹。 ] 5Cr$%H=  
     分析对齐误差的影响。 5'%I4@Qn+  
     &(F c .3m  
    2. 系统说明 \Lx=iKs<  
     L3&Ys3-h  
    参考光路 G5ATR<0m  
    FaHOutP  
    3. 建模/设计结果  C=D*  
    3o.x<G(  
    ]4:QqdV  
    4. 总结 <'Q6\R}:vC  
     Xfiwblg  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 RQ+,7Ir  
     F>;Wbk&[|  
    1. 仿真 J,W<ha*  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 D%SOX N  
    2. 计算 A U~DbU0O  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [6GYYu\  
    3. 研究 TrI+F+;  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 qHt/,w='Q  
    *V>?m6y/  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ) f?I{  
     ?sfqg gi  
    应用示例详细内容 ]#0 (  
    系统参数 J)nK9  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 *-VRkS-G  
     f*k7 @[rSv  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 "*vrrY  
    M/S~"iD  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 bY_'B5$.^2  
     _^ hg7&dF  
    2. 说明：光源 LV}R 9f  
     <Iw{fj|  
    :EX>Y<`]  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 vQWmHv\P  
     因此，相干长度大于1m Xhe& "rM  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 @3`5(xwzm  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 )uqzu%T  
    RZ6y5  
    ~${~To8$CW  
     MA .;=T  
    3. 说明：光源 gt{kjrTv&  
    M}] *j  
    ~ l}f@@u  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 bBIh}aDN  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 n;Bb/Z!~  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 M9)4ihK  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     [f+wP|NKL  
    4. 说明：光学元件 x`E<]z*w}  
    #]h X ."b2  
    f' A$':Y  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 4DL;Y  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ]_ C"A  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 aM5]cc%  
     透镜材料为N-BK7。 @]qP:h.  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 @a 9.s  
     ("U<@~  
    (xgw';g  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 !Yof%%m$;  
     WK|5:V8E  
    |z)s9B;:#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)。 Kx9u|fp5  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 !!\}-r^y%  
    Kq[4I[+R  
    6. 分光器的设置 puPI ^6y%  
    q7 PCMe  
    m>=DJ{KQ  
    ///Lg{ ie  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 7y$\|WG?!r  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 (MLcA\LJ  
     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 $udhTI#,  
    -nS f<  
    7. 合束器的设置 M5{#!d}^D  
    <WP@q&^k\  
    h0<PQZJ  
    #*bmwb*i  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 [wQ48\^  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 C8K2F5c5  
    k6CXuU  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 HAjl[c  
    JP4DV=}L  
    d-b04Q7DQ  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 EHUx~Q   
    应用示例详细内容 tA#Pc6zBuC  
    仿真&结果 %>FtA)  
    n^nE&'[?0g  
    1. 结果：利用光线追迹分析 c|/HX%Y  
    `<9>X9.+  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 'dwW~4|B  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    `#$}P;W  
    irQ'Rm [  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Et3]n$  
    -+"#G?g  
    <IR#W$[  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 vK!`#W`X  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 M">v4f&K1!  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    z>PVv)X  
    @bg9 }Z%\h  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 s!(R  
    -+E.I*st  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 }r,M (Zr  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 8$NVVw]2,  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 r~,y3L6ic  
    W'4/cO  
    4. 对准误差的影响：元件平移 n=!T (Hk  
    7wj2-BWa  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 6!_Wo\ _%  
     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。 >SXSrXyYX  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 O?OAXPK2  
    b^HDN(v  
    Aits<0  
    5. 总结 CA#g(SiZ  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 CFFb>d  
    ]+:yfDtZd  
    4. 仿真 PMP{|yEx"  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 +Q+O$-a <  
    [r`KoHwdm  
    5. 计算 N1'"7eg/  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 xCZ_x$bk  
    k^}[+IFJ  
    6. 研究 $^Xxn.B9  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 })O S2F  
    THwM',6  
    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。 PzPNvV/o  
    eP2Q2C8g  
    扩展阅读 uUfw"*D  
    ~k34#j:J65  
    1. 扩展阅读 A}Iyl   
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 _-fLD  
    6 :4GI  
     开始视频 ).kU7;0  
    - 光路图介绍 St?mq* ,  
    - 参数运行介绍 4&NB xe  
    - 参数优化介绍 H s)]  
     其他测量系统示例： c&T5C, ]  
    - 迈克尔逊干涉仪     wA{) 9.  
     
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