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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) &qWg$_Yh  
    A]m*~Vj]  
    应用示例简述 liYsUmjZ=  
     =iW hK~S  
    1. 系统说明 PV,Z@qm@^  
     o+hp#e  
    光源 q}Po)IUT`5  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) G)~>d/  
     元件 k+{~#@  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 fwt+$`n  
     探测器 /ZiMD;4@y  
    — 干涉条纹 gWHY7rv  
     建模/设计 h:bx0:O"  
    — 光线追迹：初始系统概览 ?&0CEfa?  
    — 几何场追迹加(GFT+)： G h+;Vrx  
     计算干涉条纹。 ^?fsJ  
     分析对齐误差的影响。 yI8 O#  
     vVtkB$]L  
    2. 系统说明 ,9G'1%z,  
     Ydsnu  
    参考光路 4'D^>z!c  
    'KmM %tN  
    3. 建模/设计结果 @{qcu\sZ  
    HAE$Np|>a  
    xKL(:ePS  
    4. 总结 pWzYC@_W  
     Mm8_EjMp  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #(qvhoi7lM  
     br88b`L  
    1. 仿真 4?@5JpC9VA  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 8ZV!ld  
    2. 计算 G?F!Z"S  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ksU& q%1  
    3. 研究 U !+O+(  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 O(evlci  
    Wp = ]YO  
    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。 ]gHrqi%  
     '`}D+IQ(j  
    应用示例详细内容 wIRU!lIF9  
    系统参数 JqLPJUr  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 :Hitx  
     -d!84_d9  
     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。 UBv#z&@[  
    8B6(SQp%  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 |LIcq0Z  
     .vmCKZ  
    2. 说明：光源 Ld:-S,2  
     'O~_g5kC  
    `Q+O#l?  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 M&Q&be84  
     因此，相干长度大于1m 9_*3xu<7i  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 BpFX e7  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 s#8}&2#l  
    (Ms #)E  
    'yOx&~H]  
     q=cnY+p>  
    3. 说明：光源 hHEn  
    sFk{Tv@Yz  
    <!W9E M  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Rwj 3o  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 y\6C9%.  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 vEt=enQ  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     `aMnTF5:  
    4. 说明：光学元件 yYJ +vs  
    !Y^B{bh  
    "5,Cy3  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 $\oe}`#o  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 >0N$R|B&  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 vO zUAi  
     透镜材料为N-BK7。 ODCN~7-@  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 NCkrf]*F-  
     nm|"9|/  
    :d<F7`k H  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 >4lA+1JYk  
     ,mp^t2  
    <ihJp^kgQ  
     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)。 )1 0aDTlr  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 yaC_r-%U&  
    k~Y_%#_  
    6. 分光器的设置 pkIJbI{aS  
    g{?{N  
    )Zyw^KN^  
    B`%%,SLJ  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 BYI13jMH+Y  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 "8[Vb#=*e  
     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 gepYV}  
    .GDY J9vi  
    7. 合束器的设置 vf<Tq  
    x5yZ+`Gc  
    <~5$<L4  
    )Vy}oFT\  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 G;msq=9|  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 pKL^ <'w0  
    bu\D*-  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 #0M,g  
    B&lF! ]  
    4y9n,~Qgw  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 SI l<\  
    应用示例详细内容 W-"FRTI4  
    仿真&结果 bJ.68643  
    5~omZ,qe  
    1. 结果：利用光线追迹分析 pc_$,RkN  
    }~Y#N  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 A.S:eQvS%  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    (XA]k%45  
    ~F]If\b  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 c:`&QDF  
    )Chx,pcx<  
    TCO^9RP<  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 I^y,@EHR  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 cM+s)4TPL  
     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。
    ki_Py5  
    (AgM7H0  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 |(1z ?Spbe  
    cd*F;h  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ^,Y#_$oR  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 sJ/?R:  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 bX]$S 5c_u  
    ~C],?X(zk  
    4. 对准误差的影响：元件平移 "^@0zy@x  
    O!\\m0\ e  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 TL_8c][.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。 (}n,Ou[  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 `BHPj p>  
    owc#RW9 7  
    zpd Z.  
    5. 总结 KGb3n;]  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 R`|GBVbv  
    i50^%,  
    4. 仿真 H<YS2Ed  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 9ozUg,+Z|J  
    s4c2  
    5. 计算 Doy7prKI8  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6<<ihm+  
    h"G#} C]  
    6. 研究 3 a G?^z  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Gv w:h9v  
    $u./%JS  
    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。 sP5\R#  
    _(s|@UT#  
    扩展阅读 @'EU\Y\l  
    Ey!+rq}  
    1. 扩展阅读 m[FH>  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 bO%bMZWB!y  
    ca1A9fvo  
     开始视频 !bG%@{WT  
    - 光路图介绍 rOu7r4  
    - 参数运行介绍 hqVFb.6[  
    - 参数优化介绍 lclSzC9  
     其他测量系统示例： ^H1B 62_  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Yvu!Q  
    DLv\]\h}L  
    n`krK"Ii  
    QQ：2987619807     wh@;$s"B  
     
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