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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) N(Y9FD;H  
    X1<)B]y  
    应用示例简述 NOyLZa'  
     ?3SlvKI}H`  
    1. 系统说明 qIjC-#a=m  
     m?<8 ':  
    光源 ?Z4& j'z<  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) OpxVy _5,  
     元件 3+A 0O%0*  
    — 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 gZM{]GQ  
     探测器 ?^BsR  
    — 干涉条纹 ;YZw{|gsh  
     建模/设计 dMGu9k~u  
    — 光线追迹：初始系统概览 *(?YgV  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 7P/j\frW  
     计算干涉条纹。 nWFp$tJ/R  
     分析对齐误差的影响。 1)_f9GR  
     ^\N2 Iu>6  
    2. 系统说明 @mP@~  
     ,_NO[+5U  
    参考光路 #*S/Sh?Q  
    "]c:V4S#`A  
    3. 建模/设计结果 CyG@  
    4L!{U@ '  
    Jr17pu(t  
    4. 总结 aS~k.^N  
     $#R.+B  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &tMvs<q,  
     R2]?9\II  
    1. 仿真 Va=0R   
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ]?``*{Zqy  
    2. 计算 l^$:R~gS  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 QQ2xNNF[  
    3. 研究 e}[$ =  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 t ?bq ~!X  
    \!cqeg*53  
    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。 ~fCD#D2KU  
     d0-}Xl  
    应用示例详细内容 Yf{s0Z  
    系统参数 SF_kap%JM  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 wCmwH=O  
     ,}{E+e5jh7  
     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。 9HTb  
    \XRViG,|5  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 !Z=`Wk5  
     [*}[W6 3v  
    2. 说明：光源 .\U+`>4av  
     J|xqfY@+  
    boN)C?"^h  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 k9^P#l@p  
     因此，相干长度大于1m vpXS!o>/Sn  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 P45q}v  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 JC=Bxv  
    N# ,4BU  
    uN$X3Ls_  
     H>M%5bj  
    3. 说明：光源 =,T~F3pK  
    R1P,0Yf  
    sp_(j!]jX  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 4uNcp0  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 hJd#Gc~*M  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 1Eg}qU,:  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     }Bc6:a  
    4. 说明：光学元件 Wb4sfP_  
    Q;aZpi-E"  
    .7) A8R7Wt  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 !/jx4 w~R  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ,YkQJ$  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 *\joaw  
     透镜材料为N-BK7。 ^1Yx'ua'  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 siD Sm  
     m7RWuI,  
    :m37Fpz&b  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 {qx"/;3V  
     @'}X&TN<a  
    *:&fw'vd,  
     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)。 BV!Kiw  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 nmSpNkJ5  
    G %#us3x  
    6. 分光器的设置 _puQX@i  
    @EZXPU  
    t8P>s})[4  
    Xp{gh@#dr  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 f ~Fus  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 LZoth+:  
     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 1%-?e``.  
    ;l`8w3fDt  
    7. 合束器的设置 CLYcg$V  
    . }=;]=  
    IsRsjhg8x  
    KX9ZwsC0  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 X`aED\#\h  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 w1KQ9H*  
    R/b=!<  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 -_314j=`/  
    8wy"m=>=b}  
    d->b9  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 t 1&p> v  
    应用示例详细内容 PkVXn  
    仿真&结果 BFEo:!'F  
    SjJUhTb  
    1. 结果：利用光线追迹分析 d@w I: 7  
    D^TKv;%d  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 &1?Q]ZRp  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    v$mA7|(t!  
    pD>3c9J'^F  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 >eEf|tKO  
    lO) B/N&  
    K^> qn,]H'  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 'rF TtT  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 /z'j:~`E  
     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。
    -~-2 g  
    ,2cw9?<  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 /0\pPc*kA{  
    Fj&vWj`*  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 h T Xc0  
     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°。 T }8aj  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 K{iay g!k  
    tou^p-)GQ|  
    4. 对准误差的影响：元件平移 utTek5/  
    *o>E{  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 h]=chz  
     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。 z^b\hR   
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 FE5R ^W#u-  
    b,@:eVQ7  
    asJYGqdF  
    5. 总结 <T}#>xHs3  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 O@$hG8:  
    tT v@8f  
    4. 仿真 2cDC6rul  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 49#-\=<gt  
    %sq=lW5R{b  
    5. 计算 dHu]wog  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Y9%yjh  
    @2u<Bh}}  
    6. 研究 0hv[Ff  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Iq5F^rH`[  
    '|cuVxcE55  
    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。 af_zZf!0  
    IM#+@vv  
    扩展阅读 -@73"w/  
    42C:cl} ."  
    1. 扩展阅读 V|D;7  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 y jpjJ  
    f"tO*/|`  
     开始视频 vIREvj#U  
    - 光路图介绍 SB;Wa%  
    - 参数运行介绍 Kzm_AHA)  
    - 参数优化介绍 ;e{2?}#8&  
     其他测量系统示例： h1Lp:@:|  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Dxe|4"%^  
    ]@f6O *&=  
    m<yA] ';s  
    QQ：2987619807     s=$7lYX  
     
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