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    [分享]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: 2020-11-23
    测量系统(MSY.0001 v1.1) 4 6lEJ  
    |kNGpwpI  
    应用示例简述 &qP-x98E?  
     <4e*3WSG  
    1. 系统说明 wy- C~b'Qd  
     u<shhb-  
    光源 &:I +]G/W  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ~P#zhHw  
     元件 6Hbf9,vI  
    — 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 ^+Vk#_2Q  
     探测器 xhkWKB/7  
    — 干涉条纹 2 C]la  
     建模/设计 lJzy)ne  
    — 光线追迹：初始系统概览 _6UAeZ*M  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Wejwj/EU%  
     计算干涉条纹。 e_c;D2' F  
     分析对齐误差的影响。 4<Sa,~4  
     [&qbc#L  
    2. 系统说明 1uS-Tx  
     zL},`:(.  
    参考光路 @fH&(@  
    ^_KD&%M6  
    3. 建模/设计结果 l \^nC2  
    R=?po=  
    ff}a <w  
    4. 总结 s9rtXBJP  
     -yAnn  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 CFJjh^ ~=  
     ,#bb8+z&p  
    1. 仿真 L=HVdeE  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Hg9.<|+yo  
    2. 计算 "?SOBA!vy  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0)oN[  
    3. 研究 3U~lI&  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 -[pCP_`)u  
    !-5S8b  
    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。 E!I  
     ?YO =J  
    应用示例详细内容 8_IOJ]:w  
    系统参数 xEiX<lguyN  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 %7]XW2u  
     <m>l-]  
     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。 inBPT~y  
    (}C^_q:7d  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 >WGP{  
     r6n5Jz  
    2. 说明：光源 zvGK6qCk  
     %Nm @f'  
    r9] rN  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 m(Y.X=EZr  
     因此，相干长度大于1m o'eI(@{F=  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 !2Y!jz  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 {,Bb"0 \  
    7rdw`  
    w*:GM8=6  
     6)wy^a|pb  
    3. 说明：光源 kG$E tE#  
    fK'.wX9  
    f]ue#O  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 !{Q:(B#ec  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 zkh hN"bX  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 $U>/i@D  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Q54r?|'V  
    4. 说明：光学元件 5 o#<`_=J  
    (LRM~5KVg  
    pgLtD};S  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 4bi NGl~  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 e"fN~`NhY  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 =naR{pI  
     透镜材料为N-BK7。 M@~~f   
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 #v4LoNm  
     CGC-"A/W  
    ufw3H9F(O  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ^sifEgG*d  
     =`Po<7D  
    J3e:Y!  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 6 Wpxp\  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 iuC7Y|  
    (#6AKr9K  
    6. 分光器的设置 MzQ\rg_B7  
    22`oFXb'  
    oZvA~]x9\  
    >ZT& `E  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 VEj$^bpp5s  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ?;|@T ty%  
     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 +Edzjf~Tt  
    :n'yQ#[rn  
    7. 合束器的设置 ba uA}3  
    7tSJniB  
    D|d4:;7  
    Y?yo\(Cdx  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 mn]-rTr  
     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。 Vb@ 4(Q  
    0K<x=-cCB  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Ia629gi5s  
    d^F|lc ]8  
    )K~w'TUr  
     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)。 HH)"]E5  
    应用示例详细内容 g(aZT#ii=  
    仿真&结果 Hjs }  
    0YzsA#yv  
    1. 结果：利用光线追迹分析 VeZey)Q  
    R?cUy8?'S  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 kdp% !S%2  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    /X4yB"J>  
    <lMg\T?K  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 s%~L4Wmcq  
    Q48+O?&  
    q-3]jHChh  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 /XcDYMKgh  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 c=6ahX}d  
     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。
    .~3kGf":  
    )QmGsU}?  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 5m4DS:&  
    0n3D~Xzd  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 '>@4(=I  
     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°。 _%Bz,C8  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ?O??cjiA@  
    N{8"s&  
    4. 对准误差的影响：元件平移 Ia2(Km  
    Y\xUT>(J7  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 St@l]u9  
     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。 !X|k"km"  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 wtXY: O  
    e,HMwD  
    7^$)VBQ/  
    5. 总结 bd!U)b(}OV  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .WvlaPK  
    ?aBj#  
    4. 仿真 P;vxT}1  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 V8hO8  
    OL'P]=U  
    5. 计算 G @g h#[b  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )6{< i5nJ\  
    Z!6UW:&~7  
    6. 研究 kneuV8+(5  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $X \va?(  
    ]H ~Y7\N-v  
    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。 +4et7  
    !:WW  
    扩展阅读 X\Y}oa."A  
    i|]7(z#OyI  
    1. 扩展阅读 5t\HJ`C1Z  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #)s!}X^  
    }aF  
     开始视频 $ rUSKm#  
    - 光路图介绍 ]f8L:=c  
    - 参数运行介绍 E{4 e<%Y,  
    - 参数优化介绍 VO=!8Yx[  
     其他测量系统示例： b9~A-Z  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) F";.6%;AC  
    O0T/#<Cn!  
    h7]EB!D\A  
    QQ：2987619807     %'bJ:  
     
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