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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 P4H%pm{-  
    Ut|G.%1Vd%  
    应用示例简述 zPWJ=T@N  
     1FC' iGI  
    1. 系统说明 *|97 g*G(  
     ~m@v ~=  
    光源 /8](M5X]f  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) eksYIQZ]  
     元件 SI-G7e)3;>  
    — 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 r92C^h0  
     探测器 y<#?z 8P  
    — 干涉条纹 n\CQ-*;l  
     建模/设计 ;G 27S<Q  
    — 光线追迹：初始系统概览 wlvhDJ  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Y5rR  
     计算干涉条纹。 7=V s1TVc  
     分析对齐误差的影响。  B6| g2Tt  
     {Ftz4y)6  
    2. 系统说明 n+Bh-aV  
     ? dD<KCbP,  
    参考光路 ~k}>CNTr  
    '8O(J7J  
    3. 建模/设计结果 )+!~xL  
    /d<"{\o  
    YbX3_N&  
    4. 总结 +vR$%  
     8V]oR3'  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 w"p,6Ew  
     JYQ.Y!X1O  
    1. 仿真 6L`{oSX!  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 !sbKJ+V7  
    2. 计算 >=<qAkk  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c_oI?D9  
    3. 研究 jSY&P/[ xb  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ^4D7sS;~3  
    }M9R5!=q  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 5)%bnLxn  
     KZK9|121  
    应用示例详细内容 QEUr+7[  
    系统参数 _3G;-iNX;  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 3M/iuu  
     y(I_ 6+B^  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ,}9G|$  
    y-Xd~<*Ia  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 K]0Q=HY{.  
     st8=1}:&\  
    2. 说明：光源 %TO=]>q  
     m5m'ByX(*  
    ~S5wfx&  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Cd>GY  
     因此，相干长度大于1m s`:>"1\|  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。  8(.DI/  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ah82S)a`}  
    $6&P 69<  
    bzI!;P1&  
     iG:9uDY  
    3. 说明：光源 81O\BO.T  
     |7ga9  
    Y} '8`.  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 M7$ h  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 |*~=w J_  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Bl)znJ^  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ^LA.Y)4C2%  
    4. 说明：光学元件 buIy+  
    6usy0g D  
    /(`B;?  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 A5d(L4Q]a(  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ^ X&`:f  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。  QuJ~h}k  
     透镜材料为N-BK7。 e ]@Ex  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 n?@3+wG  
     3f 1@<7*  
    amPC C  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 XHKVs  
     UV?.KVD~  
    b!>w4MPe  
     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)。 /xK5%cE>B  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 r#Pkhut  
    Jk$XL<t  
    6. 分光器的设置 "82<}D^;  
    =xO  q-M  
    EYwDv4H,g  
    6bL"ZOEu  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 i.4L;(cg  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 N9W\>hKaeh  
     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 Ivw+U-Mz  
    =c)O8  
    7. 合束器的设置 \M ]w I  
    G4!$48  
    =~Ac=j!q  
    rUunf'w`e1  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 bL=32YS  
     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。 :U5>. ):  
    +6vm4(3?  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 V^qZ~US  
    G\ twx ;  
    |"[[.Adw9"  
     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)。 ]jWe']T  
    应用示例详细内容 )N{Qpbh  
    仿真&结果 RI#C r+/  
    (n&Hjz,Fv  
    1. 结果：利用光线追迹分析 !_+LmBd G  
    sje}E+{[  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 C[j'0@~V:B  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Qp{rAAC:  
    :#!m(s`  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 PVAs# ~  
    MB<oWH[e)  
    H79|%@F"  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ]Y|Y?  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 q#v&&]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。
    ojO<sT:by  
    ArBgg[i  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 .tB[8Y=J  
    &~ g||rq  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 [YT"UVI  
     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°。 ?YY'-\h?  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 $CaF"5}?Ke  
    }U$Yiv  
    4. 对准误差的影响：元件平移 `0+zF-  
    clz6; P  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 \NbMSC&H  
     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。 9C5w!_b@  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 M%f96XUM  
    R1'bB"$  
    [`P+{ R  
    5. 总结 4/S% eZB  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 iARIvhfdi  
     WpX)[au  
    4. 仿真 be`\ O  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 >JVZ@ PV H  
    Q4 Mp[  
    5. 计算 (3C6'Wt  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8D eRs#  
    X )d7y  
    6. 研究 tk4~ 8  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 }p0|.Qu9  
    ZK))91;v  
    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。 U7U-H\t7  
    ev>gh0  
    扩展阅读 W?8 |h  
    G S-@drZp_  
    1. 扩展阅读 fU_itb(  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 +)Tt\Q%7  
    Klh7&HzR  
     开始视频 xtL_,ug  
    - 光路图介绍 ?4wS/_C/  
    - 参数运行介绍 epi{Ayb  
    - 参数优化介绍 xd\k;nq  
     其他测量系统示例： djV^A  
    - 迈克尔逊干涉仪     Kx?3]  
     
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