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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) m&`(p f4A  
    %t~SOkx  
    应用示例简述 Q1nDl  
     %`?;V;{=  
    1. 系统说明 QSF"8Uk  
     C3\E.u ?  
    光源 y3cf[Q  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) M6jp1:ZH2q  
     元件 `/w\2n  
    — 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 >^yc=mM(g3  
     探测器 5K ,#4EOV  
    — 干涉条纹 6mu<&m@  
     建模/设计 *j /S4qG  
    — 光线追迹：初始系统概览 Z6^QB@moj  
    — 几何场追迹加(GFT+)：  gmRT1T  
     计算干涉条纹。 sp=OT-Pfp  
     分析对齐误差的影响。 7k] RO  
     V@v1a@=W  
    2. 系统说明 ?jri!]ux#  
     ;n} >C' :  
    参考光路 >sQ2@"y)s2  
    @GG(7r\/B  
    3. 建模/设计结果 -Aa]aDAz68  
    fimb]C I|x  
    ^Ue0mC7m  
    4. 总结 \9]I#Ih}M  
     Z6Nj<2u2  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 iUIy,Y  
     hhpv\1h#  
    1. 仿真 ' :\fl.b  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 BrJ o!@<  
    2. 计算 aXdf>2c{JD  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 i s L{9^  
    3. 研究 S~0JoCeo  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 s) Cpi  
    kDzj%sm!  
    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。 =2 &hQd   
     g ?afX1Sg  
    应用示例详细内容 %5JW< 9  
    系统参数 7L=T]W  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 P</s)"@  
     F#(.v7Za  
     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。 q*6q}s3n  
    5-D`<\  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ag0]U  
     9W*.lf  
    2. 说明：光源 Z-)[1+Hs  
     $]@O/[  
    b'velj3A  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 aSOU#Csx  
     因此，相干长度大于1m [E>R.Oe  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ;rd6ko  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 F`!TV(,bY  
    F:%^&%\  
    3p=vz'  
     "JkZJ#  
    3. 说明：光源 m CM|&u  
    Kb}MF9?:e  
    Zta$R,[9h  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 `f@{Vcr% i  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 <^xfcYx\  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 wL;]1&Qq  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     bA9CO\Pp`  
    4. 说明：光学元件 tG/a H%4S  
    U\Ct/U&A?  
    Dy su{rL  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 D9~}5  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 Rab#7Q16Q8  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Y2<dM/b/  
     透镜材料为N-BK7。 M Hg6PQIB  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 d7* CwY9"  
     )o{VmXe@@  
    Zvxp%dES  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 q69H ^E=  
     ?cJY B)  
    NS@{~;#R  
     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)。 MEEAQd<*  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 <yZP|_  
    j")FaIM  
    6. 分光器的设置 dLZjB(0eO  
    "%VbI P  
    O}QFq14<+  
    yO=p3PV d  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Pey//U  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Km,*)X.-5  
     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 &pM'$}T*  
    (#$$nQj  
    7. 合束器的设置 Ox^:)ii  
    ibXe"X/_  
    =+<d1W`>0  
    [ByQ;s5tY  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 [(|^O>k8c  
     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。 3[r";Wt#  
    H d*}k6  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ltoqtB\s  
    9x? B5Ap[  
    [![ G7H%f  
     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)。 H-(q#?:  
    应用示例详细内容 Ea4_Qmn  
    仿真&结果 rnO0-h-;  
    x` 2| }AP(  
    1. 结果：利用光线追迹分析 X D)  8?  
    |g<*Rk0  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 yxwWj>c  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    rgqQxe=  
    \3aTaT?..  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 *_1[[~Aw  
    ^O)ve^P  
    %&+TbDE+T  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 0I 5&a  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 -f?Ah  
     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。
     F~6#LT  
    i)8N(HN  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 RPH1''*!  
    2+.18"rvi  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 vc8?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°。 ~zF2`.  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 l}rS{+:wK  
    (#|{%4g@>  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ybQP E/9  
    "'a* [%  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 SdJ/ 4&{ !  
     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。 g$FEEDF  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Gr: 3{o`  
    x6;j<m5Mjx  
    ;Lo&}U3F,!  
    5. 总结 BAV>o|-K  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U>P|X=)  
    !^y y0`k6  
    4. 仿真 XV>&F{  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 P=`1rjPE  
    O'$K],=BS  
    5. 计算 oY=1C}  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 bA@P}M)X  
    R-rCh.  
    6. 研究 }$kQs!#  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ?WpenUWk  
    ]|U-y6 45  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 .A6lj).:  
    <G ~>~L.E  
    扩展阅读 p'f%%#I  
    r-IT(DzkD  
    1. 扩展阅读 Quzo8 u  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 u6Je@e_!  
    ~@4'HMQ  
     开始视频 }]+xFj9[>  
    - 光路图介绍 o' 'wCr%  
    - 参数运行介绍 `/nM[  
    - 参数优化介绍 zhblLBpeE\  
     其他测量系统示例： ;%Hf)F  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) > cN~U3  
    *7$P]  
    %Dig)<yx  
    QQ：2987619807     nSx]QREL!  
     
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