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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 (orO=gST-/  
    cX'&J_T+  
    应用示例简述 ?0HPd5=<v  
     H6Q1r[(B  
    1. 系统说明 o)<c1\q  
     ,<]X0;~oB  
    光源 V<f76U)  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) C]{:>= K  
     元件 0mj^Tms  
    — 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 ki`7S  
     探测器 <{U "0jY!9  
    — 干涉条纹 %G!BbXlz  
     建模/设计 W ~sP7&sp  
    — 光线追迹：初始系统概览 &y-(UOqbkP  
    — 几何场追迹加(GFT+)： B=K& +  
     计算干涉条纹。 (vHB`@x  
     分析对齐误差的影响。 }$-;P=k  
     f{=0-%dA  
    2. 系统说明 ~x`BV+R  
     7I>@PV N  
    参考光路 C FqteY"  
    9L+dN%C  
    3. 建模/设计结果 u*/.   
    <0!/7*;#ZT  
    '5j$wr zt  
    4. 总结 0&!,+  
     `4V_I%lJ&  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Z>GqLq\`ed  
     fN4d^0&  
    1. 仿真 v6B}ov[Y2  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 0zR4Kj7EE  
    2. 计算 I@x^`^+l  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 cTW3\S=  
    3. 研究 6J3:[7k=&  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Na8%TT>  
    =m{]Xep  
    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。 WZkAlg7Z  
     gc|?$aE  
    应用示例详细内容 #Fx$x#Gc@y  
    系统参数 Kts#e:k@  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 -X#Zn>#  
     5(F @KeH>  
     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。 ]oy>kRnb {  
    z:C VzK,  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 fh rS7f'Zd  
     /ekeU+j  
    2. 说明：光源 gWcl@|I;\  
     s&-m!|P  
    a#i;*J  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 *m_B#~4  
     因此，相干长度大于1m 1t"  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 E3bS Q  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 rp*f)rJ  
    pa1.+~)  
    ROZOX$XM  
     tBSHMz  
    3. 说明：光源 y_bb//IAG  
    {<f_,Nlc  
    # fvt:iE  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 [UqJ3@>  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 N5$IVz}  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 {Vy2uow0  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     p BU,"Yy&  
    4. 说明：光学元件 YKF5|;}  
    lCmTm  
    3N8RZt1.b  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 UA@(D  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 F/BB]gUB  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 7g'jg7  
     透镜材料为N-BK7。 ~";GH20  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 l ;TWs_N  
     KW^#DI6tr  
    :by EXe;3  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 mj\]oWS7d  
     S!*wK-  
    BEn,py7  
     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)。 Ko6>h  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ";:"p6?  
    crx8+  
    6. 分光器的设置 kNW}0CDgs  
    SJ/($3GkBd  
    v[S>   
    E1p?v!   
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 yXg #<H6V  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 /%W&zd=%#  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 Qx$C oY  
    4~;x(e@S  
    7. 合束器的设置 xl.iI$P  
    x'Uv;mGo  
    <B,z)c  
    # tN#_<W  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 z)z_]c-X+  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 NWK+.{s>m  
    '`.bmiM  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 6 w"-&  
    )_$F/ug  
    lLq9)+HGN  
     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)。 :nk$?5ib  
    应用示例详细内容 lJe=z  
    仿真&结果 ==$>M d  
    Aqi9@BH  
    1. 结果：利用光线追迹分析 )~((6?k4e  
    f@:.bp8VB8  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 . 4$SNzv3V  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    y]dA<d?u  
    MiB"CcU  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 X?p.U  
    3zV{cm0  
    *|Cmm>z"7  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 d(LX;sq?  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Wnp\yx`  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    n\ l$R!zr  
    s\7]"3:wD  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 -kFPmM;  
    %hEhZW{:  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 e MX?x7  
     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°。 =!@5!  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 !F@9xG  
    !G`7T  
    4. 对准误差的影响：元件平移 )FF3|dZ";K  
    BQ\o?={  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 /hx|KC&:e  
     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。 -UJ; =/  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 j?5s/  
    O!Rw? Y  
    6jdNQC$#B  
    5. 总结 znNJ?  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s<}d)L(  
    %TOYU (k  
    4. 仿真 3&'u7e  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 5*Wo/%#q  
    82mKI+9&"  
    5. 计算 9&FFp*'3  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 85QVj] nr  
    UK{6Rh ;  
    6. 研究 dZS v=UY)  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Rn"Raq7Cn*  
    8IX:XDEQ  
    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。 xEX"pd  
    g~>g])  
    扩展阅读 Xup"gYTZQ  
    Zx%ib8| j  
    1. 扩展阅读 3hN.`G-E  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 XOk0_[  
    G4VdJ(_  
     开始视频 tC4:cX  
    - 光路图介绍 BqF%2{  
    - 参数运行介绍 W.B;Dy,Y  
    - 参数优化介绍 J.R|Xd  
     其他测量系统示例： ~E]ct F  
    - 迈克尔逊干涉仪     !9w;2Z]uum  
     
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