环形透镜在菲索干涉仪中构建高可见度环形光源的设计

"这篇文章主要探讨了基于环形透镜的菲索干涉仪环形光源设计，旨在解决点光源激光干涉仪在测量时遇到的相干噪声问题。通过采用环形光源，可以有效地抑制这种噪声，提高测量精度。文章分析了环形光源的半径和厚度对干涉条纹可见度的影响，并提出了一种利用环形透镜和双远心镜头构建的光学系统。设计过程中，运用Zemax软件进行了光学系统设计，确保各个部分的无缝衔接。最终设计出的环形光源具有0.38mm的环半径和12.5μm的厚度，在特定参数下，干涉条纹的可见度理论上超过0.98。" 文章详细介绍了环形光源在激光干涉仪中的应用和优势。传统点光源的激光干涉仪在测量时可能会受到相干噪声的干扰，导致测量结果的不准确。环形光源的使用则能显著抑制这类噪声，因为它能平均光强分布，减少由于光源波动产生的相位变化。文中进一步阐述了环形光源的半径和厚度对其性能的影响，这两个参数直接影响干涉条纹的可见度，从而影响测量的精度。 为了实现环形光源，文章提出了一个包含扩束系统、环形透镜和双远心镜头的光学系统设计方案。环形透镜由非球面透镜旋转而成，这一设计能够保证光源的均匀性。双远心镜头的作用在于缩小环形光源的直径，使其适应干涉仪的需求，同时确保所有离轴点的光束都与光轴平行，以保持光路的稳定性。 在实际设计中，利用Zemax光学设计软件进行了各个子系统的优化，确保了整个系统的光学性能。经过计算，设计出的环形光源具有0.38mm的环半径和12.5μm的厚度。在特定的实验条件下，即准直透镜焦距为900mm，干涉腔长为100mm，理论上可达到的干涉条纹可见度大于0.98，这表明该设计能够提供高精度的测量结果。 文章详细阐述了环形光源在激光干涉仪中的应用，分析了其对测量精度的提升，并给出了具体的设计方案。通过这样的设计，可以有效地克服点光源的局限性，提高菲索干涉仪的测量质量和稳定性，对于精密测量领域具有重要的实践意义。