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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 )bR0 >3/  
    ?AD- n6  
    应用示例简述 $,J0) ~  
     4I$Y"|_e  
    1. 系统说明 G<=I\T'g;  
     #g0_8>t  
    光源 ;ne`ppz0  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Pc=ei  
     元件 ]{q=9DczG(  
    — 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 Ow*va\0  
     探测器 H8I)D& cw  
    — 干涉条纹 mI!iSVqr  
     建模/设计 \O4s0*gw  
    — 光线追迹：初始系统概览 2J{vfF  
    — 几何场追迹加(GFT+)： j~1K(=Ng  
     计算干涉条纹。 -3i(N.)<;  
     分析对齐误差的影响。 Y.) QNTh  
     <" nWGF4d  
    2. 系统说明 qD4s?j-9  
     xEu rkR  
    参考光路 ;4ybkOD  
    R6BbkYWrX  
    3. 建模/设计结果 BO4;S/ O  
    wM4{\  f\  
    gm2|`^Xq$  
    4. 总结 g-wE(L  
     Z^2SG_pD  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4K'U}W  
     Dk a8[z7  
    1. 仿真 km C0.\  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 eOiH7{OA,  
    2. 计算 9#9bm  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :d9GkC  
    3. 研究 p0 X%^A,4  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 pP1DR'  
    krFp 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。 vR:#g;mnk  
     LwRzzgt  
    应用示例详细内容 C5-u86F  
    系统参数 TK18U*z7J  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 D{Nd2G  
     Be]z @E1x  
     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。 ;$6L_C4B  
    $)"T9 $>$  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 w-ald?`  
     .tLRY  
    2. 说明：光源 {Kr}RR*{X  
     )L6 it  
    8|{ZcW  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 >QvqH 2  
     因此，相干长度大于1m ;Us6:}s  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 o.NU"$\?  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ]:D&kTc  
    0.wF2!V.  
    ? OF $J|h  
     *Vq'%b9  
    3. 说明：光源 =23B9WT   
    7F>]zrbK  
    Jj [3rt?8  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 l![79 eFp  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 NR(rr.  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ,"`3N2!Y}  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     *~6]IWN`  
    4. 说明：光学元件 %A~. NNbS  
    O4f9n  
    0'r}]Mws  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 8aVQW_m}  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 D$)F X(  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 paD[4L?4Hk  
     透镜材料为N-BK7。 ~s4JGV~R  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 \G v\&_  
     3{co.+  
    }0E@eL  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 uc!6?+0h  
     uGXvP(Pg'  
    ,/Gp>Yqx  
     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)。 c/bT5TIEWs  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 rjcH[U(  
    {`2 0'  
    6. 分光器的设置 "7+^`?  
    YK8l#8K  
    $aTo9{M^  
    8i`T?KB  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 XU}i<5  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 wjX0r7^@  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ._x"b5C  
    xP1D 9   
    7. 合束器的设置 otjT ?R2g'  
    }.|a0N 5  
    j^ 8Hjg  
    \ :@!rM  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Z%.L d2Q{  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 cqh1,h$sG  
    E"BW-<_!  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ',FVT4OMw  
    fvTp9T\f3  
    2i6P<&@  
     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)。 e jk?If 07  
    应用示例详细内容 C;ha2UV0H  
    仿真&结果 }o GMF~  
    p |;#frj  
    1. 结果：利用光线追迹分析 p,8:(|(  
    O&.gc p!  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 d<\X)-"  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    uh)f/)6  
    ;erxB6*  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 |1OF!(:  
    'g)5vI~'  
    z9AX8k(B6  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 bsc b  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 &{M-<M  
     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#],#o*G  
    kbz+6LcV  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 `o+J/nc  
    /WAOpf5  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。  +@Kq  
     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°。 :oZ~&H5Q  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Sf`?j  
    Tt0]G_  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ,+n{xI2  
    $I4J Kh  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 k lr1"q7  
     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。 w~9Y=|YI7  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 .0y .0=l  
    BXl Y V"  
    %. IW H9P7  
    5. 总结 kafj?F  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 w01\KV  
    &eg@Z nPn  
    4. 仿真 .ddf'$6h  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 d{'u97GDc  
    =p!Hl#  
    5. 计算 L|2WTyMU  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 olDzmy(=W*  
    MIAC'_<-e  
    6. 研究 h7\16j  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 /EM=!@ka  
    ? O e,  
    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。 W2,Uw1\:1  
    P.t7_v>  
    扩展阅读 h4M>k{  
    {1wjIo"ptg  
    1. 扩展阅读 ~rz%TDX0\  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 _H2%6t/V  
    !Ie={BpzbZ  
     开始视频 +u7nx  
    - 光路图介绍 \G]vTK3  
    - 参数运行介绍 )d?L*X~y'  
    - 参数优化介绍 8nRxx`U\q  
     其他测量系统示例： G-T2b,J [  
    - 迈克尔逊干涉仪     9d,2d5Y  
     
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