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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)
    <'~8mV1  
    i? AZ|Ha[  
    应用示例简述 ''BP4=r5 n  
    &F'v_9  
    1. 系统说明 OqBw&zm  
    :/%Vpdd@  
    光源 oAyk  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) q 8=u.T  
     元件 Uzb"$Ue4  
    — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 [l#WS  
     探测器 E}@8sY L  
    — 干涉条纹 yekIw  
     建模/设计 @gi Y  
    光线追迹:初始系统概览 +H&_Z38n  
    — 几何场追迹加(GFT+): D?\K~U* >  
     计算干涉条纹。 <YeF?$S}  
     分析对齐误差的影响。 FYcMvY  
    N@MeaO  
    2. 系统说明 )1fQhdO}x  
    参考光路 qfSoF|  
    2hJ{+E.m  
    HnP;1Gi  
    3. 建模/设计结果 b=|&0B$E  
    :LBe{Jbw  
    7-o=E=  
    4. 总结 }=;>T)QmMO  
    &YT7>z,  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 gv[7h'}<  
    a ^)Mx9  
    1. 仿真 p fBO5Ys  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 3(5RUI-  
    2. 计算 btOTDqG`a  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @eT sS%f2  
    3. 研究 K%pmE?%,8  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 oyr2lfz*  
    HJJ ^pk&  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 >|Jw,,uf  
    应用示例详细内容 :x{Q  
    系统参数 4{vd6T}V!  
    m@O\Bi}=}  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 #`p>VXBj!  
    bf74 "  
     通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 <Y#R]gf1  
    z'qVEHc)  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 kQ#eWk J,  
    __ mtZ{  
    2. 说明:光源 sRZ:9de+  
    N6J$z\ P  
    4]B3C\ v  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 CD&m4^X5D  
     因此,相干长度大于1m Vd?v"2S(9  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 /B!m|)h5~  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 tH'VV-!MZ  
    6fV)8,F3  
    @qC:% |>  
    0wkLM-lN  
    3. 说明:光源 N/%#GfXx  
    z;/'OJ[.  
    .u*].As=  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 zl:D|h77  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 x>J3tp$2  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ;yZ N "r  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    4jz]c"p-  
    4. 说明:光学元件 tbPPI)lu  
    $dnHUBB  
    pMquu&Td  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 yhdG 93  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 >1~`tP  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 h]Oplp4 \W  
     透镜材料为N-BK7。 5qr!OEF2  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 j?,*fp8  
    O0{  
    !p&'so^-W  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ? g{,MP5  
    =| !~0O  
    O<h#|g1  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ziycyf.d  
     由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] DXz8C -  
    7:L~n(QpP  
    4sj%:  
    X}-H=1T?  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] )/Xrhhx  
    6. 分光器的设置 0w['jh|,  
    Gx!RaZ1  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 I7PWO d  
    7. 合束器的设置 ]R{"=H'  
    GF!{SO4  
    ? 03Zy3 /  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 \z`d}\3( R  
    )M N yOj  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 sOxdq"E  
    -HsBV>C  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。  y:OywIi(  
    应用示例详细内容 9`v:$(I  
    仿真&结果 (A'q@-XQ  
    sYA-FO3gh  
    1. 结果:利用光线追迹分析 1:!rw,Jzl`  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 k6-n.Rl01  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    r65NKiQD  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 _A|\.(t  
    `7%eA9*.m  
    ,;P`Mf'YC  
     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。 jN} 7Bb X  
     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。
    +@u C:3jM  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 HCIF9{o1j>  
    /Z " 4[  
     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°。 (MoTG^MrBY  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。
    :J`!'{r  
    4. 对准误差的影响:元件平移 I!7.fuO  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 A]?O& m |  
     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。 _ 1{5~  
    z83:a)U  
    M y"!j,Up  
    5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 z#J/*712  
    f5b`gvCY,#  
    4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 O 4Pd N?  
    DVoV:pk  
    5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `/JR}g{O  
    ; 9 &1JX  
    6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 06@0r  
    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。 T7,Gf({  
    &#oZ>`Qu  
    扩展阅读 4`-?r%$,:  
    1. 扩展阅读 ms\/=96F  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Bb[0\Hs7  
     开始视频- 光路图介绍 Fl+tbF  
    - 参数运行介绍- 参数优化介绍 mYjiiql~  
     其他测量系统示例: WUWb5xA  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
     
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