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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: 2024-11-21
    测量系统(MSY.0001 v1.1)
    $ 4& )  
    {I2qnTN_a  
    应用示例简述 abVz/R/o  
    4l6+8/Y  
    1. 系统说明 D\Nhq Vw  
    $g?`yE(K  
    光源 iA^GA8dn  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) NG2@.hP:uU  
     元件 Psf'#4g  
    — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 lAM"l)Ij  
     探测器 f_&bwfbo  
    — 干涉条纹 -I'@4\<  
     建模/设计 d`_X$P4y  
    光线追迹:初始系统概览 ^_cR  
    — 几何场追迹加(GFT+): Xiyh3/%yy  
     计算干涉条纹。 /puM3ZN  
     分析对齐误差的影响。 m),3J4(q  
    E_aDkNT  
    2. 系统说明 A7;|~??  
    参考光路 ^E5[~C*o3  
    Z5vpo$l  
    nI-^   
    3. 建模/设计结果 "Zh6j)[o  
    f/r@9\x  
    \ >@'wl  
    4. 总结 k_2W*2'S  
    d@:4se-q+  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8?L7h\)-  
    o+H;ZGT5H  
    1. 仿真 9Okb)K95  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 H^N@fG<*dh  
    2. 计算 /uc*V6Xd (  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qw!_/Z3[  
    3. 研究 %D(% lh2  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 `[.':"~2N  
    7h4"5GlO0  
    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。 v$O%U[e<  
    应用示例详细内容 A&$oiLc  
    系统参数 S}=euY'i  
    6o_t;cpT  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 8H>: C (h  
    S z3@h"  
     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。 fNVNx~E  
    >taC_f06  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ol,Tw=?  
    X0=#e54  
    2. 说明:光源 a!1\,.  
    OZ*V7o  
    }*2q7K2bj  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 >g+ogwZ  
     因此,相干长度大于1m 'NM$<<0  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 uZe|%xK$y  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ?(cbZ#( o  
    DQ{Yr>J  
    M>CW(X  
    Zhl}X!:c?\  
    3. 说明:光源 , qj  
    pU4 B6KTW  
    .[v4'ww^  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 D Hkmn  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 hhTM-D1Ehs  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 zCdQI  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    ~aK@M4  
    4. 说明:光学元件 n\Z& sc  
    &ACM:&Ob  
    TSQ/{=r  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 a *n^(  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 PYldqY   
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 lNcXBtwK@#  
     透镜材料为N-BK7。 ('/5#^%R  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ncEOz1u  
    69U[kW&  
    -[cl]H)V  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 E\5cb[Y  
    \:cr2w'c  
    RO-ABFEi(  
     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)。 0jY#,t?>  
     由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] "o +" Jd  
    ;><9R@0  
    KGCm@oy  
    tBNkVh(c  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] :I(-@2?{  
    6. 分光器的设置 DP=4<ES%+  
    #!wL0 p  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 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 lW! U:  
    7. 合束器的设置 8~QEJW$  
    JzA`*X[  
    rz c}2I  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 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。 [KIK}:  
    xP<cF  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 p)d0ZAs  
    WN?1J4H  
     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)。 hcEU kD  
    应用示例详细内容 *@J  
    仿真&结果 uf;^yQi  
    B_w;2ZuA  
    1. 结果:利用光线追迹分析 &j}\ZD  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 R v6 1*F4  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    B;A^5~b  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 _w+ix9Fr?  
    Q ^%+r"h  
    9QaEUy*,  
     现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 bXoj/zek  
     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。
    v~>^c1:  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 [4:_6vd7X  
    \BC|`)0h  
     元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 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°。 V\8vJ3.YV  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。
    ,bRvj8"M  
    4. 对准误差的影响:元件平移 . W{\wk n  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 SRq0y,d  
     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。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 |r"1 &ow5  
    @,i_ KN6C  
    ^Z7])arA  
    5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jIx5_lFe  
    pqPhtWi%PJ  
    4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 l^x5m]Kt  
    f $MVgX  
    5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1<_i7.{k  
    `X8AM=  
    6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 RG=!,#X  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 p:u?a,p  
    Ilvz @=  
    扩展阅读 0eY$K7 U  
    1. 扩展阅读 +OkR7bl  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 JF]HkH_u  
     开始视频- 光路图介绍 J2 _DP  
    - 参数运行介绍- 参数优化介绍 :. B};;N  
     其他测量系统示例: D\8~3S'd  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
     
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