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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 dwz {Yw(  
    DHh30b$c  
    应用示例简述 &NK6U  
     Jqqt@5Ni  
    1. 系统说明 zqm/<]A*l  
     _Sult;y"u  
    光源 ty b-VO  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) q@}tv =}  
     元件 2$1D+(5;  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 6]Ri$V&"  
     探测器 5 0<  
    — 干涉条纹 J(kC  
     建模/设计 *.zC9Y,  
    — 光线追迹：初始系统概览 dgW/5g  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 5<Y-?23  
     计算干涉条纹。 T@j@IEGH  
     分析对齐误差的影响。 y-vQ4G5F|  
     ^spASG -o  
    2. 系统说明 Pql;5 ~/  
     Q9sxI}D )R  
    参考光路 N>',[4pJ|  
    @mu=7_$U  
    3. 建模/设计结果 ,{sCI/  
    tkf^sGgNO  
    dPyZzMes=  
    4. 总结 hlBqcOpkKg  
     Fo GSCg%  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 we2D!Ywr  
     U[c^xz&  
    1. 仿真 qh/}/Sl;  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 7=pJ)4;ZA  
    2. 计算 Q#sLIZ8=  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 kqp*o+Oz',  
    3. 研究 |H4f&& Wd  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 g:fzf>oQ>p  
    K6e_RzP,.w  
    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。 Y1L7sH 9  
     QxeK-x^  
    应用示例详细内容 $s!2D"wl n  
    系统参数 z#t;n  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 N.|uPq$R  
     2[Vs@X  
     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。 eC*-/$D  
    8B|B[,`  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 }XIUz|  
     lwp(Pq  
    2. 说明：光源 p|VgtQ/ )%  
     Hy#<fKz`!  
    WcKL=Z?(  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 o 9{~F`{p  
     因此，相干长度大于1m \,yX3R3}.~  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 V"Y-|R  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 _U`1BmTC2  
    FAF+}  
    bs\7 juHt  
     f>jAu;S  
    3. 说明：光源 ip2BvN&  
    Ah1fcXED  
    9xIz[`)i.  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 g;t>jgX  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 t.= 1<Ed  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 SZm&2~|J  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     aW7)}"j4  
    4. 说明：光学元件 9zD^4j7  
    tU, >EbwO  
    GN@(!V#/4  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 I-o |~  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 G5'HrV  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ^V;2v? O  
     透镜材料为N-BK7。 x /xd  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 E>3(ff&  
     $(ei<cAV  
    +6+!M_0wA  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 OAd}#R\U  
     :/941?%M  
    UsBtk  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ?(P3ZTk?.  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 G$!JJ. )d  
    ^Yu%JCN8g  
    6. 分光器的设置 3v7*@(y  
    B kWoK/f4  
    `w/`qG:dK  
    WwYy[3U  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 :;u?TFCRx  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 kPg| o3H  
     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 L>1i~c&V  
    8^ezqd`  
    7. 合束器的设置 <zhN7="  
    @h";gN  
    V [KFZSA  
    euc|G Xs  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 +-+%6O<C  
     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。 Hj^_Cp]@*  
    uf<nVdC.  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 qZ|>{^a*  
    hRKA,u/G  
    C AvyS  
     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)。 tNbZ{=I>  
    应用示例详细内容 n#lZRwhq  
    仿真&结果 m C &*K  
    K|g+W t^tQ  
    1. 结果：利用光线追迹分析 U jrML  
    k x26nDT(  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ;R8pVj!1f  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    '#p2v'A  
    $m)[> C  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 C!Oz'~l  
    zxffjz,Fe:  
    POtwT">z  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 8C(@a[V  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ytg' {)  
     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。
    m"y_@Jk  
    -U#e  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 8) 1+j>OQ  
    Q5~Y;0'  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 F.[E;gOTo  
     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°。 Q"2J2211  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 "{F e  
    DcL;7IT  
    4. 对准误差的影响：元件平移 o+j~~P  
    PA_54a9/<  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 K~DQUmU@  
     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。 AYnk.H-v  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 (_aM26s  
    *t3uj  
    ^< o"3?  
    5. 总结 y6C3u5`  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 `C+>PCO  
    WY)*3?  
    4. 仿真 6< T@\E  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 8pZGu8  
    `: R7j f  
    5. 计算 S(\<@S&  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 MJDW-KL-  
    n#Y=y#  
    6. 研究 $pLJtQ  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 +8#hi5e  
    P/e6b .M  
    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。 ^^FqN;  
    9H6%\#rw  
    扩展阅读 {/E_l  
    lK 0pr  
    1. 扩展阅读 W8><  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 b\9MM  
    ]QJWqY  
     开始视频 ]aN]Ha  
    - 光路图介绍 ObyF~j}j  
    - 参数运行介绍 Q]7}" B&  
    - 参数优化介绍 (aTpBXGr=  
     其他测量系统示例： 8uD%  
    - 迈克尔逊干涉仪     aSVR +of  
     
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