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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) Moza".fiN  
    *P=VFP  
    应用示例简述 rw JIx|(  
     v$wIm,j  
    1. 系统说明 o|<!"AD7  
     Wt-GjxGi  
    光源 ^k">A:E2  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 3bH'H*2  
     元件 `dN@u@[\ks  
    — 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 !z3jTv  
     探测器 x g  
    — 干涉条纹 E*K;H8}s  
     建模/设计 %l[( Iw  
    — 光线追迹：初始系统概览 PKiy5D*8p  
    — 几何场追迹加(GFT+)： jm/`iXnMf  
     计算干涉条纹。 JjTegQN  
     分析对齐误差的影响。 GGs}i1m  
     yWo; a  
    2. 系统说明 cR<fJ[*  
     c`w}|d]mC  
    参考光路 Iit; F  
    /7^4O(iG  
    3. 建模/设计结果 B[?Ng}<g`  
    )Y{L&A  
    V {ddr:]4  
    4. 总结 FWgpnI\X|{  
     S;#'M![8  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 h MD|#A-<  
     -k e's  
    1. 仿真 y}ev ,j  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 {B*s{{[/'  
    2. 计算 m~0/&RA  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `Eo.v#<  
    3. 研究 }00BllJ  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Txb#C[`  
    _F|Ek;y%  
    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。 wjB:5~n50k  
     /"Uqa,{  
    应用示例详细内容 [5Mr@f4I  
    系统参数 'e'cb>GnA  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 B*Dz{a^.:  
     ~dTrf>R8M  
     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。 e1Hg w[l`  
    k=T\\]KxC  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 M&9+6e'-F  
     $}<e|3_  
    2. 说明：光源 '!~)?C<  
     q(W3i^778  
    5MJS ~(  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 n<R?ffy  
     因此，相干长度大于1m 3 {sVVq5Y  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 $suzW;{#  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 f\L0 xJ  
    Y\g3h M  
    TJXT-\Vk  
     PtiOz :zV  
    3. 说明：光源 t&e{_|i#+  
    ZyFjFHe+  
    @*KZ}i@._  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 R%[ c;i  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 D_zZXbNc  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 $X,D(  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     )irEM  
    4. 说明：光学元件 JYHl,HH#z  
    [FR`Z=%  
    `*1p0~cu  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 j3E7zRm] \  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 4ID5q~  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Qj3EXb  
     透镜材料为N-BK7。 :& ."ttf=  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 #Ki[$bS~6  
     ^SrJu:Q_  
    =]0&i]z[.  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 m^;f(IK5  
     Zp=U W*g^  
    3AN/ H  
     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)。 WCixKYq  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 s|r3Gv|G  
    PALc;"]O  
    6. 分光器的设置 GC}==^1  
    uJ v-4H  
    &6nWzF  
    [S!/E4>['  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Z4 =GMXj  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 sD#.Oq4&]y  
     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 Qd3 j%(  
    5VU2[ \  
    7. 合束器的设置 Q*~]h;6\{d  
    '?(% Zxw%&  
    E$p+}sP(C  
    t;\Y{`  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 sLxc(d'A  
     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。 ER.}CM6{[  
    FVJ GL  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 hM@>q&q_  
    @b2aNS<T  
    A6(/;+n  
     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)。 +TDw+  
    应用示例详细内容 hkQ"OsU  
    仿真&结果 iGB}Il)  
    $1`2 kM5  
    1. 结果：利用光线追迹分析 '/s)%bc  
    1yu4emye4  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 g]0_5?i  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    o&$A]ph8X  
    }-=|^  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 xU`p|(SS-  
    #KZBsa@p  
    )\$|X}uny&  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 #AQV(;r7@  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 v` 1lxX'*  
     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。
    U # qK.  
    E~"y$Fqe  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 -(H0>Ap  
    1iF1GkLEq  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 6T`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°。 c{w2Gt!  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 h@ry y\9  
    Z(CkZll  
    4. 对准误差的影响：元件平移 f ) L  
    $f7l34Sf3  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 t*w/{|yO  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 92oFlEJ  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 :d'8x  
    2<}%kQ`  
    e+fN6v5pU  
    5. 总结 7B66]3v  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 K]w'&Qm8W  
    /N.U/MPL_  
    4. 仿真 3%b6{ie/=  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 LZxNAua  
    tc_3sC7jN  
    5. 计算 AFwdJte9e  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 KVa  
    { 2f-8Z&>  
    6. 研究 O?#7N[7  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 .8JTe 0  
    mQ"-,mMI  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 V(!V_Ug9.  
    ~((O8@}J  
    扩展阅读 dG?*y  
    \:LW(&[!  
    1. 扩展阅读 KHvYUTY  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 8zW2zkv2|#  
    FGBbO\< /  
     开始视频 &mS^ZyG  
    - 光路图介绍  N4TV  
    - 参数运行介绍 G$('-3@i`w  
    - 参数优化介绍 @-`*m+$U6  
     其他测量系统示例： 0?|<I{z2  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) `C'H.g\>2Q  
    iuul7VR-%  
    F#5~M<`.o  
    QQ：2987619807     IO<6  
     
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