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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) D`fi\A  
    ]id5jVY  
    应用示例简述 x"xtILrI  
     8"2X 8C8  
    1. 系统说明 2 }HS`) /  
     =sa bJsgL  
    光源 50J"cGs~  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Lf} @v  
     元件 m(c5g[6nO  
    — 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 WeqQw?-  
     探测器 Bvy(vc=UDW  
    — 干涉条纹 Kl)PF),  
     建模/设计 6yRxb (  
    — 光线追迹：初始系统概览 1> wt  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 2Y'=~*tV  
     计算干涉条纹。 Ne 9R u'B6  
     分析对齐误差的影响。 XkJzt  
     vJE>H4qPmD  
    2. 系统说明 <+2M,fq+  
     2 - ?  
    参考光路 \JX.)&> -  
    ob3Z I  
    3. 建模/设计结果 zZ\2fKrpg  
    a|\ZC\(xI  
    |Y42ZOK0  
    4. 总结 Q?\rwnW?U  
     (HZzA7eph  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #Kp/A N5YC  
     ,0=@cJ  
    1. 仿真 ND|!U#wMNV  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 WF{rrU:  
    2. 计算 !b+/zXp3I  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 |( =`l  
    3. 研究 s]p3dB#  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #[a+m  
    Y)=89s&t  
    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。 WV'FW)%  
      ou[_ y  
    应用示例详细内容 Zg@NMT  
    系统参数 k 8Swra?j  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 X)K3X:~L+  
     !Xbr7:UPN1  
     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。 ~+GMn[h  
    z7H[\4A!>  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 .CL\``  
     *CH lg1  
    2. 说明：光源 2@ <x%T  
     k8;  
    ,\FJVS;NeJ  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 u K`T1*_  
     因此，相干长度大于1m K] ^kUN_  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 b]NSCu*)s  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ;J[1S  
    )&j4F)  
    lF\oEMd*  
     poqx O  
    3. 说明：光源 Xh,{/5m  
    ~8-Z=-  
    }lk_Oe1  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ^/3R/;?  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^]$x/1I;  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 )k.[Ve  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     'y [eH  
    4. 说明：光学元件 J/j?;qx]j  
    "(hhb>V1Wl  
    8/;q~:v  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 L//Z\xr|  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 7J]tc1-re  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 TvE M{  
     透镜材料为N-BK7。 McgTTM;E  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 -$E_L :M  
     .O{2]e$  
    <|M cE  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 HXTBxh  
     );wSay>%(  
    8Vkw vc  
     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)。 o yBBW?m  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 JRkC~fv  
    SsDe\"?Q  
    6. 分光器的设置 x?:[:Hf   
    &k /uR;yw  
    {q%wr*  
     $&96qsr  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 P"J(O<(1-:  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Lt+ Cm$3  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 0Ii* "?s  
    %X Jv;|  
    7. 合束器的设置 ] ZGP  
    kzG m D i  
    CBA MAr  
    [V~(7U  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 8. [TPiUn'  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 !>g_9'n'  
    \ %Er%yv)  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 K14e"w%6rs  
    EX%KfWDr  
    I @TR|  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 2r2qZ#I}  
    应用示例详细内容 ab!,)^  
    仿真&结果 G[1:<Vg8  
    nc#}-}`5  
    1. 结果：利用光线追迹分析 8<C u S  
    |*5Kfxq  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 %|$h<~  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    *p}b_A}D  
    @vdBA hXk  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 =EI>@Y"  
    GsG.9nd  
    \kU0D  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 D<5;4Mb  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 \jDD=ew  
     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。
     ")MjR1p  
    i>YD_#w  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 M=$ qus  
    +:3K?G -  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 o(GXv3L  
     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°。 nFU'DZ  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 >J+'hm@  
    ezn%*X y,  
    4. 对准误差的影响：元件平移 Tf/jd 3>  
    <rZ( B>$  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 fvn`$  
     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。 +;uP) "Q/L  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 P,-f]k[_  
    yOwo(+ 2  
    W($}G_j[B1  
    5. 总结 TbqH-R3W  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @>n7  
    h.PVRAwk  
    4. 仿真 )[&'\SOO  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 n qSjP5  
    2Wwzcvs@  
    5. 计算 22aS <@}  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1p&e:v  
    K.s\xA5`_  
    6. 研究 N `-\'h  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Y 3W_Z  
    Z<L|WRe  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 8aDh HXI  
    Lc.=CBQ  
    扩展阅读 dU`kJ,=Z  
    ~9%L)nC2'  
    1. 扩展阅读 \1Tu P}P  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 GCaiogiBg  
    [B<htD&  
     开始视频  -D*,*L  
    - 光路图介绍 g\_J  
    - 参数运行介绍 xQLVFgd  
    - 参数优化介绍 g=*'kj7c3  
     其他测量系统示例： m)"gj**|y  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) bMe/jQuL.$  
    6Ih8~Hu  
    $*N^ bj  
    QQ：2987619807     je_:hDr  
     
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