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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) Q^lQi\[  
    M U?{?5  
    应用示例简述 s[3![ "^Y  
     ) \-96 xd  
    1. 系统说明 Zj1ZU[BEcL  
     V~T`&  
    光源 W(2+z5z  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) \f/#<|Hm  
     元件 VFl 1 f  
    — 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 %6A-OF  
     探测器 Y9i9Uc.]  
    — 干涉条纹 =t3vbV  
     建模/设计 5#0A`QO   
    — 光线追迹：初始系统概览 %j *k  
    — 几何场追迹加(GFT+)： $ZI~8rI~  
     计算干涉条纹。 =[P%_v``  
     分析对齐误差的影响。 Kc%n(,+%"  
     /M^V 2=  
    2. 系统说明 D3S+LV  
     z;dcAdz9  
    参考光路 ]{!!7Zz  
    As@ihB+(\  
    3. 建模/设计结果 Hz}+SAZ  
    1C_'H.q<=  
    T-9k<,>?  
    4. 总结 ^:4L6  
     'e.q 7Jpd  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Nush`?]J"_  
     )=jT_?9b   
    1. 仿真 \6 \hnP  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 `'p`PyMt`  
    2. 计算 5v|H<wPp  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Fweh =v  
    3. 研究 }RcK_w@Jx)  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 8[{|xh(  
    <ROpuY\!l  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ;>9OgO  
     s$DGd T)  
    应用示例详细内容 umQi  
    系统参数 gyi)T?uS)  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 >0PUWr$8  
     /Q?~Q0{)es  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 aS,a_b]  
    0VzXDb>`  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 =~J"kC  
     U;\S(s}  
    2. 说明：光源 m!<X8d[bD  
     3->,So0Y  
    B?SNea,I4  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 yeh8z:5Z O  
     因此，相干长度大于1m 'pan9PW  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 1g1?zk8zO  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 bxAsV/j  
    hUVk54~l  
    @l'G[jN5  
     E;6~R M:  
    3. 说明：光源 H(G!t`K  
    Mx8Gu^FW.d  
    bA}Z0a  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %X;7--S%?g  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 |/VL35b  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 =H[\%O~?b  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     RI-A"cc6A  
    4. 说明：光学元件 A2y6UzLYD  
    25d\!3#E  
    Pg/T^n&  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 !"Qb}g  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 .eo~?u<j&  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 t9.,/o,  
     透镜材料为N-BK7。 YG4WS |  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 }'%^jt[3  
     ~LbS~_\C=  
    T|ZF/&XP  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ;)?( 2 wP  
     IAf$]Fh  
    Z==!C=SBv  
     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)。 :X_CFW  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 MM#i t=u  
    wepwX y"  
    6. 分光器的设置 Z?17Pu'Dp  
    4QE=f(u;h  
    9RQU?  
    i'HPRY  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 \PbvN\L  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 bDDqaO ,8  
     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 y}N&/}M:}8  
    _.{zpF=j  
    7. 合束器的设置 2Z)4(,  
    Yt+h2ft!  
    o@9+mM"B)  
    l-}KmZ]  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 6PU/{c  
     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。  GP+2/D  
    XA)'=L!^  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ZqQ*}l5  
    gfde#T)S  
    gWOt]D&#/  
     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)。 1a$IrQE  
    应用示例详细内容 WuM C^  
    仿真&结果 5 6DoO'  
    w2{g,A|  
    1. 结果：利用光线追迹分析 $W&:(&  
    ,[isib3  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ~U$":~H[  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    l4vTU=  
    *%\mZ,s"  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 nA_%2F'W}  
    XWUP=D~  
    o0ZBi|U\4  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Izn T|l^  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 QXVC\@  
     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{lC0~vA  
    *%!M4&  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 6Ps.E  
    FI"HJwAs  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 5Fbs WW2  
     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°。 Fi2xr<7"  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 sI,W%I':d  
    3K>gz:dt  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ez\eOH6  
    E]I$}>k  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 "AC^ rz~U  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 M;jcUX_{  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 d'"r("w#  
    *geN [ [  
    <T+!V-Pj*  
    5. 总结 oC*=JJe,  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 h2~4G)J  
    Y$<D9f s3  
    4. 仿真 h|bT)!|  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 M`7y>Ud  
    6>`c1 \8f  
    5. 计算 -*B`]  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lCIDBBjy^  
    4)kG-[#  
    6. 研究 !eI2 r   
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $,fy$ Qk,S  
    6C [E  
    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。 < zOi4v0  
    CMW,slC_3  
    扩展阅读 G2:%g(  
    uw AwWgl  
    1. 扩展阅读 =0 qpVFvU  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Y?K{(szo ?  
    }TB(7bbd;  
     开始视频 R=]d%L8  
    - 光路图介绍 4J0Rv od_  
    - 参数运行介绍 :E&g%'1  
    - 参数优化介绍 N&,]^>^u  
     其他测量系统示例： -/P\"c  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 7f{=w, U  
    LWfqEL -  
     _; Y`  
    QQ：2987619807     ?6^|ZtB  
     
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