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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)
    PY76;D*`  
    :lBw0{fP  
    应用示例简述 gski:C   
    EpU}~vC9C  
    1. 系统说明 H{et2J<H  
    v vzPt.ag  
    光源 ^:u-wr8?{  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 7SJbrOL4Q-  
     元件 Q.MbzSgXL  
    — 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 j_{f(.5  
     探测器 ?D_^8\R  
    — 干涉条纹 ]R*h3U@5#K  
     建模/设计 qx1+'  
    光线追迹:初始系统概览 v83@J~  
    — 几何场追迹加(GFT+): VD~ %6AjyN  
     计算干涉条纹。 ^u:bgwP  
     分析对齐误差的影响。 QJF_ "  
    FI"KJk'  
    2. 系统说明 \k9]c3V  
    参考光路 M)"'Q6ck=  
    W P9PX  
    u10;qYfL8o  
    3. 建模/设计结果 .G-L/*&%  
    7DPxz'7):  
    ~5>k_\ G8  
    4. 总结 ix_&os]L_  
    A=+1PgL66  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ) W/_2Q.  
    Y~k,AJ{ ^  
    1. 仿真 *| as-!${k  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 "BZL*hHq  
    2. 计算 sLd%m+*p  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &,tj.?NCn  
    3. 研究 ~5o2jTNy`p  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 6F_:,b^  
    AfpC >>=@  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 'Ll'8 ps  
    应用示例详细内容 .aQ8I1~  
    系统参数 _H"_&m$aDm  
    pv,z$3Q  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 TDX~?> P  
    R0urt  
     通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 +`7!4gxwK!  
    >mj WC) U  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 E(_lm&,4+  
    Tm2+/qO,  
    2. 说明:光源 uT>"(wnJ|  
    (QS 0  
    QYEGiT   
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 E BSjU8  
     因此,相干长度大于1m 7ufTmz#j<  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 8~sC$sIlE  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 2^qJ'<2]M  
    n-{.7  
    +k V$ @qH  
    JfRLqA/  
    3. 说明:光源 _ BoA&Ism  
    9&zQ 5L>  
    LK<ZF=z]Z  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 p }e| E!  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 j_.tg7X  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 n5y0$S/ D  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    M5 P3;  
    4. 说明:光学元件 ?:6w6GwAA  
    6,!$S2(zT  
    U, 8mYv2|  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 l{Et:W%|  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 [Wxf,rW i  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 p^w_-( p  
     透镜材料为N-BK7。 :`c@&WF8  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 LfJMSscfv  
    K1w:JA6(  
    |d,bo/:  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 </b_Rar  
    Rq`5ff3,  
    fNV-_^,R9  
     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)。 NZ?dJ"eq7  
     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] 89{`GKWX  
    vGOO"r(xL  
    7d/I"?=|rA  
    R[rOzoNp0  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] gX| \O']6  
    6. 分光器的设置 \(}pm#O  
    (wvU;u  
     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 4wWfaL5"  
    7. 合束器的设置 pb G5y7  
    Tfx-h)oP3  
    xIH= gK  
     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。 A p 3B'  
    Zy|u5J  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ND/oKM+?  
    cqT%6Si  
     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)。 wxN&k$`a  
    应用示例详细内容 {Es1bO  
    仿真&结果 1kD1$5  
    _:FD#5BZ1  
    1. 结果:利用光线追迹分析 U;*O7K=P  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6R*eJICN  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    +:W?:\  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Wz#ZkNO  
    ,!X:wY}dW  
    o6:@j#b  
     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。 >qUD_U3A  
     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。
    "rVM23@ tq  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 I:0dz:T7*  
    )\7Cp-E-W  
     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°。 9< S  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。
    b`ksTO`}x  
    4. 对准误差的影响:元件平移 u68ic1  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 J4s`U/F  
     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。 cQsSJBZ[v5  
    y'n<oSB}  
    fAfB.|cd  
    5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,XI=e=  
    F5OQM?J  
    4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 !)}D_9{  
    %Aa_Bumf*:  
    5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 "ZA`Lp;%w  
    j,Qb'|f5  
    6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 1#8~@CQ ::  
    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。 T5}5uk9  
    Y![8-L|Q  
    扩展阅读 *}_i[6_\E  
    1. 扩展阅读 6q7jI )l  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ;bL?uL  
     开始视频- 光路图介绍 'Mhnu2d  
    - 参数运行介绍- 参数优化介绍 ?}S!8;d  
     其他测量系统示例: (cI@#x  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
     
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