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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 YR70BOxK  
    ,+VGSd  
    应用示例简述 F{wzB  
     l}h!B_P'  
    1. 系统说明 e.%nRhSs3  
     +t.b` U`-  
    光源 IBGrt^$M  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) cK@wsA^4  
     元件 54,er$$V  
    — 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 xk5 ]^yDp  
     探测器 h;Kx!5)y  
    — 干涉条纹 }vuARZ>  
     建模/设计 Y2TtY;  
    — 光线追迹：初始系统概览 !Cs_F&l"j  
    — 几何场追迹加(GFT+)： X2_=agEP  
     计算干涉条纹。 5-V pJ  
     分析对齐误差的影响。 l{9Y  
     \['Cj*ek  
    2. 系统说明 VTM/hJmwJ  
     +q4O D$}  
    参考光路 aXVFc5C\  
    0K+ne0I  
    3. 建模/设计结果 y-k.U%  
    GyIV Hby  
    x2EUr,7  
    4. 总结 .`lCWeHN  
     %>yL1BeA4  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Gt1U!dP  
     R-:2HRaA  
    1. 仿真 {ax:RUQxy  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 !1k_PY5)  
    2. 计算 ]]mJ']l  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 H|*m$| $,  
    3. 研究 4 5e~6",  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 QZs!{sZ  
    T%Lx%Qn  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 CAJ'zA|o  
     _w{Qtj~s|  
    应用示例详细内容 \RiP  
    系统参数 97]E1j]  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 @F eTz[  
     ` A>@]d  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 9p/Bh$vJ  
    1^}+=~  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 3Ul*QN{6  
     = &]L00u.  
    2. 说明：光源 @- xjfC\d  
     Ey2^?  
    8Wx=p#_  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 x4 yR8n(  
     因此，相干长度大于1m \<' ?8ri#  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 |N2#ItBbW  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 tc! #wd+u  
    WLT"ji0w2  
    Wc#24:OKe3  
     sT)CxOV  
    3. 说明：光源 E fDH6  
    Nc`L;CP  
    %Zi} MPx  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 }OUtsh]y  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 # ] QZ  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0;k# *#w  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ? k/`  
    4. 说明：光学元件 <YY14p  
    u_enqC3  
    SU0 hma8  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 N)T}P\l  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ]DcFySyv  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 X8|,   
     透镜材料为N-BK7。 0S"MC9beg  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 h0$iOE  
     $i&zex{\  
    _b 0& !l<  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 C]6O!Pb0  
     Vk suu@cch  
    "sTRS*  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 (>Em^(&  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 d0D] Q  
    rp$'L7lrX  
    6. 分光器的设置 /wp6KXm  
    )GpK@R]{  
    vaLSH xi  
    7dWS  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 K0~rN.C!0  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Hs8>anVo[  
     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 4 KiY6)  
    dN q$}  
    7. 合束器的设置 & 21%zPm  
    # d  
    7#Ft|5$~q  
    >Tgv11[  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 a(nlTMfu  
     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。 7.Op<  
    0B2t"(&  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 4RO}<$Nx}  
    ]^E?;1$f?  
    ye&;(30Oq  
     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)。 =cI(d ,  
    应用示例详细内容 CJY$G}rk  
    仿真&结果 P:c w|Q  
    ^q5#ihM  
    1. 结果：利用光线追迹分析 K?;DMUSY\  
    zX[U~.  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 o!Zb0/AP)  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    )nkY_' BV  
    x5Bk/e'  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Z@HEj_n  
    ^8WRqQdx  
    oJ^P(]dw  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Lbgi7|&  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 teR Tu  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    VA%J\T|G2\  
    dO'(2J8  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 D.:Zx  
    d]9z@Pd   
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 oH@78D0A  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 IGl9 g_18  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }j Xfb@`K  
    :#Wd~~d  
    4. 对准误差的影响：元件平移 i!Ba]n   
    >4TO=i  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 YK_ 7ip.a[  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 =_CzH(=f#  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Mx}gN:Wt  
    9hl_|r~%*  
    F?0Ykjh3  
    5. 总结 =;L|gtH"  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Z,gk|M3.  
    M\j.8jG  
    4. 仿真 )%TmAaj9d  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 z{q`GwW  
    awRX1:T#;O  
    5. 计算 Qs!5<)6  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 W?& %x(6M  
    P \I|,  
    6. 研究 "+c-pO`Wg  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 X w1*(ffk  
    3]hWfj1m2  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 Ry&6p>-  
     " bG2:  
    扩展阅读 +`4A$#$+y  
    sO Y:e/_F  
    1. 扩展阅读 BT$_@%ea&  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 9r9NxKuAO  
    (7Qo  
     开始视频 :RYTL'hes  
    - 光路图介绍 +T ?NH9  
    - 参数运行介绍 g(g& TO  
    - 参数优化介绍 crCJrN=  
     其他测量系统示例： Ri'n  
    - 迈克尔逊干涉仪     )7@0[>  
     
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