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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)
    v^W?o}W  
    (4ci=*3=  
    应用示例简述 qM>OE8c#/  
    $Kz\ h#}  
    1. 系统说明 HwW[M[qA  
    udD* E~1q  
    光源 W(a'^ #xe  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 5u)^FIBj  
     元件 A Ok7G?Y  
    — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 d=(Yl r  
     探测器 s$>m0^  
    — 干涉条纹 9Ir~X|}\iL  
     建模/设计 J )8pqa   
    光线追迹:初始系统概览 Z"~6yF  
    — 几何场追迹加(GFT+): r(1pvcWY-  
     计算干涉条纹。 'RV\}gqZ  
     分析对齐误差的影响。 ,rFLpQl  
    t7oz9fSz=?  
    2. 系统说明 k;fnC+Y$s  
    参考光路 *KjVPs  
    [> &+*c  
    (2S!$w%  
    3. 建模/设计结果 xeYySM=  
    hw ;dm  
    ^dUfTG9{  
    4. 总结 FJjF*2 .  
    Tt<-<oyU.  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Tc3ih~LvG  
    Og$eQS  
    1. 仿真 h"BhTx7E}  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 dVVvG]  
    2. 计算 +wz`_i)!  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $: 4mOl  
    3. 研究 c(Uj'uLc  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 1!;"bHpk  
    ZaRr2Z:!  
    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。 |,a%z-l  
    应用示例详细内容 ;ad9{":J#B  
    系统参数 `FYtiv?G  
    #>E3'5b   
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 +2V%'{:  
    1(:b{Bl  
     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。 dWW-tHv#  
    9!O+Ryy?\  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 o}mhy`}  
    kol,Qs  
    2. 说明:光源 ,WO%L~db  
    f $.\o  
    C NzSBm  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 *%Nns',  
     因此,相干长度大于1m c<+g|@A#  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 AF*ni~  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 GFQG(7G9  
    4 [5lX C  
    A{i][1N  
    nj~$%vmA  
    3. 说明:光源 iJCY /*C}  
    q*F~~J!P  
    Ypn%[sSOp  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 I*+LJy;j  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 H;TOPtt2  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 .`p<hA)%[C  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    %67G]?EXB  
    4. 说明:光学元件 M]6w^\4j9  
    Eo7 _v  
    M73VeV3DL  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -+ ]T77r  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 8`AcS|k  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 %2@ Tj}xa  
     透镜材料为N-BK7。 (6ohrM>Q  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 mc0sdb,c$  
    5bF9I H  
    A=v lC?&Z  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [0%yJH  
    f7_\).T  
    <?> I\  
     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)。 PSP1>-7)w  
     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] Njy9JX  
    B&%L`v2[  
    AND7jEn  
    K)Df}fVOc  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] */%$6s~  
    6. 分光器的设置 `G"|MM>P  
    3i]"#wK  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 oglXW8  
    7. 合束器的设置 Hl^aUp.c  
    RlI W&y  
    P;)2*:--)  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 ys&"r":I  
    }"%!(rx  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 %mK3N2N$  
    ['51FulDR  
     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)。 ^w;o\G  
    应用示例详细内容 Z #.GI  
    仿真&结果 ql!5m\  
    #6*V7@9]3|  
    1. 结果:利用光线追迹分析 Z-4K?;g'k  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 -vv   
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    BpQ;w,sefq  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 =,&u_>Dp  
    $\0cJCQ3  
    o :.~X  
     现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 "?oo\op  
     因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ppwd-^f3j  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 |QnUK5D$  
    17V\2=Io  
     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°。 $Qn& jI38  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。
    96.IuwL*.s  
    4. 对准误差的影响:元件平移 uuI3NAi~  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 89*S? C1  
     现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 #t"9TP  
    /`7 IK  
    T5 K-gz7A  
    5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #@nZ4=/z  
    L/qZ ;{  
    4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 RtW4 n:c  
    r:fwrC  
    5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &M0o&C-1/  
    EsT0"{  
    6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 keT?,YI  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 7ZF}0K$^B  
    }U2[?  
    扩展阅读 '4J&Gpx  
    1. 扩展阅读 `y1BTe&  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 0^J*+  
     开始视频- 光路图介绍 \1=T sU&^  
    - 参数运行介绍- 参数优化介绍 hWe}' L-  
     其他测量系统示例: @Djs[Cs<*  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
     
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