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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) +s;Vfc$b]H  
    T9]0/>  
    应用示例简述 h#Z,ud_  
     +( afO ~9  
    1. 系统说明 (pP.*`JRv  
     ONy\/lu|  
    光源 )uR_d=B&  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) $Z w +"AA  
     元件 uWFyI"  
    — 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 :2 :VMIa  
     探测器 GXQ%lQ  
    — 干涉条纹 ZUS5z+o  
     建模/设计 `{ HWk^  
    — 光线追迹：初始系统概览 jrz.n 4Y`  
    — 几何场追迹加(GFT+)： =h|cs{eT\2  
     计算干涉条纹。 CQa8I2VF (  
     分析对齐误差的影响。 j;z7T;!i  
     7gB?rJHV,  
    2. 系统说明 xJU]py~o  
     ~OvbMWu  
    参考光路 [uHC AP  
    t?PqfVSq  
    3. 建模/设计结果 :&'jh/vRN  
    UQ7]hX9  
    U/cj_}uX  
    4. 总结 }BL7P-km  
     >b=."i  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 cS:O|R#%t  
     '@M"#`#0  
    1. 仿真 =mPe wx'  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 S^p^) fAmF  
    2. 计算 8Lx1XbwK  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $M!iQ"bb  
    3. 研究 /3SEu(d!  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 (y&sUc9  
    N|>JLZ>  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 }mIN)o  
     9Oq(` 4  
    应用示例详细内容 >$- YNZA   
    系统参数 hAc|a9 o  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 U] GD6q  
     Jp}\@T.  
     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。 ^ +@OiL>&i  
    .`*]nN{  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 !!V1#?0jw  
     P:vp/x!  
    2. 说明：光源 FBB<1({A  
     *) T"-}F  
    8HJ,6Lr;  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 |o9`h9i  
     因此，相干长度大于1m [+R_3'aK  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 qhcx\eD:?  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 G/(,,T}eG  
    _(8#  
    "M[&4'OM  
     GQhy4ji'z  
    3. 说明：光源 _xm<zy{`S  
    x0ipk}  
    _ A# lyp  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 6S_mfWsi  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ?a% F3B  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ' v CMf  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     U!uJ)mm  
    4. 说明：光学元件 "9QZX[J|*  
    w{xa@Q]t-  
    8M,@Mb n  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 0,0Z!-Y  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 UQ;2g\([  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 fpC":EX@r  
     透镜材料为N-BK7。 kp<Au)u  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ;|?_C8  
     RN[x\",  
    +>*=~R  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )AR- b8..o  
     Tsb}\  
    \#Jq%nd  
     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)。 `L7^f!  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 #\^=3A|b  
    v^s?=9  
    6. 分光器的设置 ]u$tKC  
    .xmB8 R  
    Db*b"/]  
    (}>)X]  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 <\Y(+?+uZ  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。  1hi, &h  
     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 wL3RcXW``e  
    CdmpKkq#  
    7. 合束器的设置 @sZ7Ka  
    SG\ /m'F  
    0)b1'xt',  
    ]S@T|08b  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 YzM/?enK}T  
     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。 /.!&d^  
    Y%eW6Y#  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 >yn]h4M  
    @d|Sv1d%  
    SSE,G!@  
     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)。 u?MhK# Mr  
    应用示例详细内容 RfD#/G3|  
    仿真&结果 $^ ^M&[b-  
    |zP~/  
    1. 结果：利用光线追迹分析 =LK`m NA  
    @jMo/kO/A  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Pp69|lxV=k  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    N5=}0s]e  
    ^b|? ?9&  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 8,RqhT)2#  
    BCz4 s{F  
    Et-|[ eL  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *?uUP  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 k{F6WQ7  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    Ps\4k#aOv  
    Q{uO/6  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 *dBmb  
    bDh4p]lm  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 )z z{~Cf  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 v*JKLA  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Rc4=zimr+  
    d#bg(y\G|  
    4. 对准误差的影响：元件平移 Z+);}>-5  
    %'e$N9zd  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 \vc&V8  
     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。 4Y1^ U{A+  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 f B]2"(  
    3PRU  
    ip{ b*@K  
    5. 总结 |r;>2b/ x  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7zE1>.  
    /@&o%I3h  
    4. 仿真 ,H/O"%OJ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 KV&6v`K/N  
    jR\ !2!  
    5. 计算 u R5h0Fi  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 d`$w3Hy  
    G^SJhdO(Q  
    6. 研究 w;AbJCv2  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 f]?&R c2C  
    D5bi)@G7z  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 55<!H-zt  
    CA&VnO{r  
    扩展阅读 4%_c9nat  
    BU>R<A5h  
    1. 扩展阅读 "o u{bKe  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ]=xX_  
    Ic!x y  
     开始视频 `#`C.:/n  
    - 光路图介绍 a x;<idC}  
    - 参数运行介绍 8JR&s  
    - 参数优化介绍 k6z]"[yu  
     其他测量系统示例： DyZ6&*s$  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) \21Gg%W5AE  
    \' A- Lp  
    *x p_#  
    QQ：2987619807     zYdieE\-  
     
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