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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 #Y<QEGb(  
    ;%^T*?t  
    应用示例简述 / n@by4;W  
     @:w[(K[^b/  
    1. 系统说明 ]@A31P4t|  
     irooFR[L9  
    光源 \AY*x=PF  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) I?OnEw  
     元件 HDQH7Bs  
    — 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 x5(B(V@b  
     探测器 tlyDXB~+  
    — 干涉条纹 *\#?)q  
     建模/设计 M _e^KF  
    — 光线追迹：初始系统概览 hZtJ LY  
    — 几何场追迹加(GFT+)： U2CCjAgRs  
     计算干涉条纹。 W.m2`] &  
     分析对齐误差的影响。 <IwfiI3y  
     eh /QFm 4  
    2. 系统说明 WUK{st.z  
     +Z/aB*aVa^  
    参考光路 i p; RlO  
    lG R6S  
    3. 建模/设计结果 BvqypLI  
    Evt&N)l!^  
    F.$NYr/|y  
    4. 总结 V9/PkuT  
     ; %mYsQ  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {GhM,-%e  
     q3e^vMK"  
    1. 仿真 ICm/9Onh&  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 EZ)$lw/!J  
    2. 计算 ;oivG)hJl  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 XAb-K?)   
    3. 研究 !8}x6  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ~L?q.*q  
    RGz NZc  
    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。 JG*Lc@Q  
     Dl=qss~g+  
    应用示例详细内容 =*=qleC3  
    系统参数 gaVQ3NqF  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 \{{i:&] H  
     hWAZP=H  
     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。 Q|Go7MQZ@k  
    [fIElH<  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 +ieRpVg  
     |yYu!+U  
    2. 说明：光源  IA{I|g<  
     >Ni<itze$i  
    |n*<H|  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 1gh<nn  
     因此，相干长度大于1m %Kc2n9W  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 a9niXy}a(  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 F8OE  
    ST25RJC  
    =plU3D2  
     tY0C& u2  
    3. 说明：光源 R^=[D#*]>  
    RJ~I?{yR0[  
    [.LbX`K:  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 qIg^R@  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 'J(B{B7|  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 U9%#(T$  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     D>m!R[!o  
    4. 说明：光学元件 {/K_NSg+h  
    +5oK91o[y  
    xq\A TON  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 WN9K*Tt~o&  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 6\GL|#G  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 [RFF&uy  
     透镜材料为N-BK7。 _H)>U[  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 $|n#L6k  
     <ecif_a=m  
    25 m!Bf  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 JVt(!%K}&  
     _'"$,~ZWY  
    .F@0`*#rE~  
     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>:ubl8j0l  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 2-x#|9  
    RqE|h6/  
    6. 分光器的设置 #P5tTCM  
    ^E= w3g&  
    JsyLWv@6xa  
    =6^phZ(  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 }RN&w ]<  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 -1<*mbb0  
     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 tC4 7P[b  
    2}8xY:|@(U  
    7. 合束器的设置 ,/6 aA7(  
    -9> oB  
    MO-)j_o-Z  
    (OT&:WwW  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 kSq1Q#Bxq  
     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。 8oVQ:' 6  
    /4lm=ZE/  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ?/ Cl  
    :$?^ID  
    +c-?1j  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 r'~^BLT`#  
    应用示例详细内容 G~fM!F0   
    仿真&结果 0tyS=X;#e  
    \g<=n&S?  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Ql.abU  
    60@]^g;$I  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6im!v<1Qx  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    +`s%-}-r  
    lx"#S '^~  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 [6{o13mCWE  
    YNV4'  
    >4@/x{{  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 4g}'/  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ?O.1HEr  
     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。
    [K4wd%+  
    f!n0kXVu6U  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 "Acc]CqH*  
    y1@*)| r  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 5y%-K=d  
     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°。 N6wCCXd  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 [/iT D=O,  
    -T+7u  
    4. 对准误差的影响：元件平移 >Qg 9KGk'  
    D`C#O 7.N  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 6 7{>x[  
     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。 By7? <A  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 jDwLzvM O  
    g&oAa;~o  
    Sp>v`{F  
    5. 总结 QFYO_$1 Y)  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 *%,{<C,Y  
    eK=<a<tx  
    4. 仿真 fu]mxGPc  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 jJOs`'~Q\  
    cN(Toj'`  
    5. 计算 >*FHJCe  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 M7JQw/,xs  
    ^^C@W?.z  
    6. 研究 JX!@j3  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 DbH"e  
    ^w(~gQ6|mP  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 'gQ0=6(\  
    aF (L_  
    扩展阅读 ~R!M.gY[rK  
    ZgD%*bH*B  
    1. 扩展阅读 6-oy%OnN  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。  o<Z  
    G &LOjd 2  
     开始视频 ~  WO  
    - 光路图介绍 qVDf98  
    - 参数运行介绍 ccPTJ/%$  
    - 参数优化介绍 CfMCc:8mL  
     其他测量系统示例： ~aZy52H_#.  
    - 迈克尔逊干涉仪     >ukn<  
     
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