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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)
    nvJ2V $  
    j3!]wolY  
    应用示例简述 7_AR()CM  
    =,*4:TU  
    1. 系统说明 m&'z|eN  
     Ji>  
    光源 ?~mw  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 6.%V"l   
     元件 K?y!zy  
    — 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 HuX{8nl a  
     探测器 Rwy<#9R[x  
    — 干涉条纹 M5SAlj  
     建模/设计  IX|2yu4  
    光线追迹:初始系统概览 oNgu- &  
    — 几何场追迹加(GFT+): }F*u 9E  
     计算干涉条纹。 ~[J&n-bJU  
     分析对齐误差的影响。 IT`r&;5  
    { .z6J)?J2  
    2. 系统说明 ;'\{T#5)  
    参考光路 N"i'[!H%  
    #-QQ_  
    ;K'1dsA  
    3. 建模/设计结果 2 |fN*Wm  
    u6~|].j R  
    :Kc}R)6  
    4. 总结 `.0QY<;  
    t/6t{*-w  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]-6=+\]   
    zuWfR&U|W  
    1. 仿真 [WOLUb  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 DhQYjC[  
    2. 计算 Q%xvS,oI  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 -L9I;]:KY  
    3. 研究 iU5Aj:U3  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 \#bk$R@  
    &ZjQa.-U>  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 DqLZc01>  
    应用示例详细内容 Y)x(+#  
    系统参数 mUj=NRq  
    1 :xN)M,s  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 );LkEXC_'  
    4XkSj9D~z  
     通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ))M; .b.D  
    zc<C %t[~y  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 VQ{.Ls2`Z  
    DR."C+  
    2. 说明:光源 XO)|l8t#$=  
    Kvu0Av-7  
    =YPvh]][  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 =[O;/~J%:  
     因此,相干长度大于1m X-F|&yE~<  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 z0;+.E!  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 MZt~ Abt  
    0Ywqv)gg  
    3pSkk  
    >Q0HqOq  
    3. 说明:光源 l \=M'D  
    l vuoVINEp  
    ~E2xIhV  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 )V!dmVQq{g  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 ( }DCy23  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 O -a`A.  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    8^3Z]=(Q  
    4. 说明:光学元件 zt1Pu /e  
    DrD68$,QN  
    hWGCYkuW  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :/HfMJ  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 \R >!HY  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 |w(@a:2 kw  
     透镜材料为N-BK7。 :Mss"L820  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 3|/<Pk  
    ' LT6%<|  
    Y'NQt?h  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 sR`WV6!9  
    ^(p}hSLAfQ  
    RlU=  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 o=`FGowF  
     由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] ,|4%YaN.3  
    /J8'mCuC.  
    j HT2|VGb*  
    X@u-n_  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] v)(tB7&`=  
    6. 分光器的设置 XgUvgJ  
    hSmu"a,S  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 i%7b)t[y  
    7. 合束器的设置 Y-%S,91O  
    JFx=X=C  
    &xF 2!t`  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 A &i  
    * %p6+D-C  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 !=(~e':Gv  
    |okS7.|IX  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 pIh%5Z U  
    应用示例详细内容 j|f$:j  
    仿真&结果 v4}kmH1  
    3IqYpK(s  
    1. 结果:利用光线追迹分析 > m GO08X  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ?@ ei_<A{  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    * pN,@ZV$  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 4C&L%A  
    ]p(jL7  
    `jR;RczC  
     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。 ZFy>Z:&S,  
     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。
    s}Q%]W  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 `vJ+ sRf  
    CCJ!;d;&87  
     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°。 hS4Ljyeg  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。
    rIz"_r  
    4. 对准误差的影响:元件平移 Qc2_B\K^  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 z<~gv"  
     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。 ?U]/4]  
    dq?q(_9  
    7kM_Ijd$  
    5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 vVF#]t b|  
    q2}<n'o+  
    4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ': Gk~   
    =4 &/Pr  
    5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _s./^B_w!  
    |2!/<%Yr`  
    6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 8o~<\eF%  
    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。 C !81Km5  
    4 Yq|Z  
    扩展阅读 O&93QN0  
    1. 扩展阅读 Fl GKy9k  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 '\dau>  
     开始视频- 光路图介绍 *ms?UFV[r  
    - 参数运行介绍- 参数优化介绍 ?6@Y"5 z3g  
     其他测量系统示例: EAq/Yw2$  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
     
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