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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 M U?{?5  
    n</k/Mk}  
    应用示例简述 ) \-96 xd  
     7Aio`&^  
    1. 系统说明 V~T`&  
     -VWCD,c  
    光源 22GnbA7O  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) #d Z/UM(u  
     元件 VFl 1 f  
    — 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 %6A-OF  
     探测器 Y9i9Uc.]  
    — 干涉条纹 ,@Fgr(?'`>  
     建模/设计 E kBae=  
    — 光线追迹：初始系统概览 %j *k  
    — 几何场追迹加(GFT+)： (_w %  
     计算干涉条纹。 {_zV5 V  
     分析对齐误差的影响。 g\o{}Q%X  
     ls"b#eFC#  
    2. 系统说明 =w ^TcV  
     D3S+LV  
    参考光路 z;dcAdz9  
    ]{!!7Zz  
    3. 建模/设计结果 As@ihB+(\  
    pbDw Lo]  
    1C_'H.q<=  
    4. 总结 )L |tn  
     _W0OM[  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 CKv&Re  
     vWU%ST  
    1. 仿真 :1aL9 fT  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 8 7RHA $?  
    2. 计算 (R_CUH  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >ik1]!j]Lv  
    3. 研究 $gVLk.  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 \!^i;1h0c3  
    g4N%PV8  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Ia=_78MgZ  
     ?"{QK:`  
    应用示例详细内容 },DyU  
    系统参数 Z)mX,=p  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 P*pbwV#|  
     Zc-#;/b3T  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 }{ n\tzR  
    =op`fn%  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Bv^+d\*1  
     .Y!;xB/  
    2. 说明：光源 4|nQ=bIau  
     }0QN[$H!  
    _yj1:TtCNT  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 1g1?zk8zO  
     因此，相干长度大于1m bxAsV/j  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 hUVk54~l  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 @l'G[jN5  
    E;6~R M:  
    H(G!t`K  
     Mx8Gu^FW.d  
    3. 说明：光源 nO~b=qO  
    -b cG[W3  
    h$70H^r  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 75ZH  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 9#uIC7M  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Y}ng_c  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     q(IZJGb  
    4. 说明：光学元件 );nz4/V  
    AHwG<k  
    h40'@u^W  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 f`9JE8  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 4otl_l(`yv  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 MY!q%  
     透镜材料为N-BK7。 =_[2n?9y  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 #e/2C  
     Z!= L   
    a:A n=NA  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 XYe~G@Q Z  
     6 mCq/$  
    PWvSbn6  
     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 JDoH  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 vQ 4}WtvA  
    1?(cmXj  
    6. 分光器的设置 ]ni6p&b>  
    d<x1*a  
    /HkFlfPd  
    ' WQdr(  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 PL@~Ys0  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 vt.P*Z5  
     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 9JPEj-3`g  
    n#BvW,6J  
    7. 合束器的设置 RvyuGU  
    .s2$al  
    H?tUCbw  
    (s s3A9tG  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 }B0sC%cm  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 .n`( X#,*l  
    n!G.At'JP  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 nL+p~Hi  
    rVH6QQF=\  
    Q".g.k  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 O$qtq(Q%  
    应用示例详细内容 ydQ!4  
    仿真&结果 H\E7o" m  
    t0Zk-/s  
    1. 结果：利用光线追迹分析 537?9  
    U\jb"  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 dv~pddOs  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    M+poB+K.  
    mu[Op*)  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 @TzvT3\q  
    B>z?ClH$R  
    ]78!!G[`  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 /[ K_ &  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 M-J<n>hl  
     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。
    XJgh>^R^  
    F_=1;,K%  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 eY,O@'"8`  
    FI"HJwAs  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 5Fbs WW2  
     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°。 Fi2xr<7"  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 yK1ie  
    3K>gz:dt  
    4. 对准误差的影响：元件平移 gKo%(6{n~  
    c.%.\al8oW  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 icgJ;Q 5  
     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。 aD9q^EoEs  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ^m!_ 2_q  
    j6S"UwJjp  
    WOX}Sw"  
    5. 总结 m#e*c [*G  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 < Ek/8x  
    W:`#% :C  
    4. 仿真 tfYB_N  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ; s|w{.<:  
    PFrfd_s{>\  
    5. 计算 'yY>as  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ""% A'TZ  
    8'#/LA[uPe  
    6. 研究 "Sridh?  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $f$|6jM  
    ~"K ,7sw!Y  
    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。 Sk}{E@  
    pOT7;-#n  
    扩展阅读 " 6CMA 0R  
    DinPxtT?a  
    1. 扩展阅读 Ps4 ZFX  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 lv%9MW0 z  
    ,q#0hy%5/  
     开始视频 {X~ gwoz  
    - 光路图介绍 W*N$'%  
    - 参数运行介绍 t2>fmQIQ  
    - 参数优化介绍 a5jL7a?6]  
     其他测量系统示例： z>m=h)9d~  
    - 迈克尔逊干涉仪     4x;_AN  
     
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