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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 s)`(@"{  
    kLF`6ZXtd  
    应用示例简述 5RFro^S9E  
      Pd\4hy  
    1. 系统说明 }7(+#ISK6  
     !'p<Kh[i  
    光源 R54ae:8  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) HY FMf3  
     元件 vxTn  
    — 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 @#OL{yMy  
     探测器 eZqEFMBTm  
    — 干涉条纹 `bfUP s  
     建模/设计 OKlR`Vaty  
    — 光线追迹：初始系统概览 6QCV i  
    — 几何场追迹加(GFT+)： j1%8r*Jj  
     计算干涉条纹。 nJ]7vj,rB  
     分析对齐误差的影响。 =eUKpYI  
     &:&l+  
    2. 系统说明 -X!<$<\y;  
     gBv!E9~l  
    参考光路 "Zh,;)hS  
    SsTBjIX  
    3. 建模/设计结果 QK[^G6TI  
    ^tGAJ_b 79  
    qnboXGaFu  
    4. 总结 &qG/\  
     ))f@9m  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (ct1i>g  
     `gx\m=xG  
    1. 仿真 %W\NYSm  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 :_6o|9J\t  
    2. 计算 BInSS*L  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 J<"K`|F  
    3. 研究 * @]wT'  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 q"<=^vi  
    CLzF84@W=  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 m(U.BXo  
     SNOc1c<~  
    应用示例详细内容 _>\33V-?b  
    系统参数 PiM(QR  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +_J@8k  
     syW[uXNLZ  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 -Yse^(^"s  
    XjN =UhC  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ocWl]h].  
     7FcZxu\  
    2. 说明：光源 ,$:u^;V(  
     eLPtdP5k  
    3WF]%P%  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <Hr<QiAK  
     因此，相干长度大于1m pJ}U'*Z2  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 H!]&"V77  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 lwX9:[Z  
    STjb2t,a  
    !7I07~&1  
     <M1*gz   
    3. 说明：光源 9 nc_$H{  
    en'[_43  
    KPO w  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 _]o7iqtv  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 "=s}xAM|A  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 xbhHP2F |  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     sx=1pnP9`  
    4. 说明：光学元件 ,\"x#Cc f  
    RNw#s R  
    j[gqS%  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 W vB]Rs  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 L;")C,CwQ  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 l hYJectJa  
     透镜材料为N-BK7。 1$03:ve1  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 2QbKh)   
     9ns( F:  
    Tx K v!-1  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 9_5>MmiB  
     S y <E@1  
    yJC: bD1xi  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 YT!iI   
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 +BtLd+)R  
    A'jL+dI.  
    6. 分光器的设置 18%$Z$K,  
    >$rH,Er  
    + >dC  
    vzI>:Bf  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 (Ud"+a  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 c{1)- &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 h\@X!Z,  
    jbS@6 * _  
    7. 合束器的设置 npkT>dB+  
    <Rw2F?S~)n  
    s-Gd{=%/q  
    )fXw~  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 yxu7YGp%  
     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。 #]c_ 2V  
    v2]N5  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 <(Ar[Rp  
    SHPDbBS  
    ^E \4`  
     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)。 RjUrpS[I  
    应用示例详细内容 B]yO  
    仿真&结果 ,ov$` v  
    bz nMD  
    1. 结果：利用光线追迹分析 {f4jE#a>v  
    P|ibUxSA~,  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 [AFR \{  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    k8n9zJ8  
    g/$RuT2U  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 NKFeND  
    3'L =S  
    F7C+uG Ts  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 6W YVHG  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Jb> X$|N'%  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    fGe ie m  
    3%9XJ]Qao  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 \25EI]  
    DS4y@,/)'  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 _M8'~$Sg  
     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°。 voRb>xF  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 9f& !Uw_W  
    6X'0 T}  
    4. 对准误差的影响：元件平移 nvQX)Xf  
    _8PNMbv{  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 % mPv1$FH  
     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。 Y#9bM $x7  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 GK6~~ga=  
    M7Xn=jc  
    =`(W^&|  
    5. 总结 {C]tS5$Z  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 w `d9" n  
    w ?"M  
    4. 仿真 p {. 6  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 aEa.g.SZ  
    O`_, _  
    5. 计算 '"Uhw$#t  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 '.%Omc  
    >U\P^yU  
    6. 研究 a|]deJU^  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Ht}?=ZzW  
     Uv<nJM  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 {Qd oI Pr3  
    dqB N_P%  
    扩展阅读 ;c|_z 9+  
    (ruMOKW  
    1. 扩展阅读 o+k*ia~Fa  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ~A%+oa*2~  
    W%&s$b(  
     开始视频 o)b-fAd@$  
    - 光路图介绍 Hv' OO@z  
    - 参数运行介绍 G[`2Nd<  
    - 参数优化介绍 sc-hO9~k  
     其他测量系统示例： }=|{"C  
    - 迈克尔逊干涉仪     8ZjRMr}  
     
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