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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) ?[Lk]A&"L2  
    noxJr/A]  
    应用示例简述 \Mg_Q$  
     8~C_ng-wn  
    1. 系统说明 9E2iZt]  
     1P!)4W  
    光源 z3+@[I$  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) \9VF)Y.ke  
     元件 6WY/[TC-  
    — 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 )y,^M3$?C  
     探测器 'ztOl`I5V  
    — 干涉条纹 5CFNBb%Xy  
     建模/设计 $9,&BW_*  
    — 光线追迹：初始系统概览 O:wG/et  
    — 几何场追迹加(GFT+)： k."p&  
     计算干涉条纹。 {|?^@  
     分析对齐误差的影响。 .xsfq*3e5  
     G tI )O}  
    2. 系统说明 6eV#x%z@v'  
     7&ED>Bk  
    参考光路 A `Z/B[)  
    eO!9;dJ  
    3. 建模/设计结果 ]y0Y(  
    ]c/E7|0Q  
    YZg#H) w%  
    4. 总结 WTfjn |a  
     l a3B`p  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U g"W6`  
     G\@pg;0|y  
    1. 仿真 bE_8NA"2  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 tqGrhOt  
    2. 计算 K;R H,o1  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,|]J aZq  
    3. 研究 jW'YQrj{<Y  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 L^sjV/\oW  
    $H)^o!  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 5'} V`?S  
     xLW$>;kI  
    应用示例详细内容 yajdRU  
    系统参数 X;I9\Cp]!  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 vF27+/2+R  
     3kn-tM  
     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。 <CyU9`ye  
    CvoFt=c$jE  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 tk"+ u_uw  
     1t  R^  
    2. 说明：光源 '$9o(m#  
     N''QQBUD  
    EwP2,$;  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 $h#sb4ek  
     因此，相干长度大于1m {X!OK3e  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 E/zf9\  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 mO>L]<O  
    5C Dk5B_  
    IVR%H_uz  
     &$MC!iMh  
    3. 说明：光源 Cr.YSW g)4  
    k#].nQG  
    $YSXE :  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 y\?ey'o  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 g>lZs  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 5'zXCHt  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     RzEzNV  
    4. 说明：光学元件 Tuln#<:  
    }%|ewy9|CW  
    GcBqe=/B!  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 s4|\cY`b-  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 l=~!'1@L}  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Su#0 F0  
     透镜材料为N-BK7。 'cD?0ou`o  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 #Bd]M#J17a  
     QNNURf\[(  
    Lljn\5!r<  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 MGg(d  
     :`bC3Mr  
    ={BD*= i  
     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)。 G/_IY;  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 "=h1gql'  
    .biq)L e  
    6. 分光器的设置 ')m!48  
    t<H"J__&  
    K`4lL5oH  
    TKDG+`TyZ  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 *6Wiq5M>.  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 {EgSjxfmw  
     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 i^s Vy  
    &uq.k{<p\  
    7. 合束器的设置 (@?mm  
    CFtQPTw  
    ai !u+L  
     384n1?  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 feej'l }F  
     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。 KWJVc `  
    +}:Z9AAMy  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @^,q/%;  
    F y+NJSG  
    U&^q#['  
     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)。 &W<7!U:2m  
    应用示例详细内容 R/hf"E1  
    仿真&结果 iU)I"#\l'k  
    ?@64gdlwq  
    1. 结果：利用光线追迹分析 \""^'pP@  
    iN;Pg _Kq  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6!<I'M'[e  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    iJs~NLCgVu  
    I7ao2aS  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 O. * 0;5  
    i)i>Ulj*i  
    ~A0]vcP  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 4 Gu'WbJ  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 `+H=3`}X  
     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。
    1T^WMn:U  
    WtM%(8Y[]  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 74%vNKzc~  
    0z8(9DlTc  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 Eb3ZM#  
     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°。 "{0G,tdA  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 5y#,z`S  
    M 8},RR@{  
    4. 对准误差的影响：元件平移 k8gH#ENNK  
    O NabL.CV  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 qGinlE&\  
     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。 #:)'D?,  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 5KC Qvv\  
    OSu&vFKz  
    z/7q#~J,  
    5. 总结 bt}8ymcG  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 so-5%S  
    +=tdgw/  
    4. 仿真 DUOoTl p  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ?t/qaUXN  
    _>gz&  
    5. 计算  3.&BhLT  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6)INr,d  
    1/dL-"*0  
    6. 研究 o}N@Q-i gq  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *D]:{#C*  
    7oZ :/6_>  
    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。 ~Ntk -p  
    .UK0bxoa  
    扩展阅读 Xaz "!  
    UP]( 1lAf  
    1. 扩展阅读 I9?\Jbqg  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 @Q1!xA^S  
    2?,Jn&i5  
     开始视频 !6/UwPs  
    - 光路图介绍 /@Lk H$  
    - 参数运行介绍 ,np=m17  
    - 参数优化介绍 ;&d#)&O"e  
     其他测量系统示例： 4D65VgVDM  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Ib(C`4%  
    vC]X>P5Px  
    [$dVs16K  
    QQ：2987619807     U,rI/'  
     
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