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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) %eoO3"//  
    H6<\7W89y  
    应用示例简述 _7SOl.5ZE  
     "FC;k >m  
    1. 系统说明 UQl3Tq4QM  
     s[:e '#^  
    光源 j)Z3m @Ii5  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ^>?gFvWB%  
     元件 whW"cFg  
    — 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 /*Z ,i&eC  
     探测器 KZn\ iwj  
    — 干涉条纹 HYgq@47$[  
     建模/设计 ]R^?Pa1Te4  
    — 光线追迹：初始系统概览 =G*rfV@__V  
    — 几何场追迹加(GFT+)： .K(IRWuw  
     计算干涉条纹。 E<>Ev_5>  
     分析对齐误差的影响。 \NbMSC&H  
     pCSR^ua>  
    2. 系统说明 v&}mbt-  
     i(q%EMf  
    参考光路 #!\g5 ')mC  
    &Y"u*)bm  
    3. 建模/设计结果 }Vw"7  
    oDp!^G2A"  
    =@b/Gl  
    4. 总结 %WrUu|xj>_  
     Pj_2y)^?  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,.u7([SGm  
     ~ ={8b  
    1. 仿真 &1:xY.Zs_  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 @dAc2<4  
    2. 计算 k<uC[)_  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ysA~Nq@  
    3. 研究 xW*L^97 ;  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 '+BcPB?E  
    W:{1R&$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。 ,u|vpN  
     ^B2>lx\n  
    应用示例详细内容 .63:G<  
    系统参数 nG&= $7x^  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ]Y;E In  
     h^ ex?  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ^- T!(P:  
    M xUj7ae  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ji  SJi?  
     ,qJ/Jt$A  
    2. 说明：光源 O3#4B!J$E  
     I,D24W4l  
    `,~I*}T>5W  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 XoM+"R"  
     因此，相干长度大于1m uArs[e|f  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 j,QeL  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 6/B"H#rN  
    ~}|)@,N'bm  
    |cL'4I>b9  
     ZLe@O~f;%  
    3. 说明：光源 aS?A3h4WM_  
    2SEfEkk  
    Pq`]^^=be'  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %"V Y)  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 tG(?PmQ  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 v-2O{^n  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Da5Zz(  
    4. 说明：光学元件 |Vc8W0~0  
    B e"D0=<  
    UOH2I+@V  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 cP63q|[[  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 \;&9h1?Mn  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 /\_`Pkd3m  
     透镜材料为N-BK7。 :9q=o|T6D  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Q PgM<ns  
     hv te)  
    ]N}80*Rl  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 to9 u%d8  
     *A.E?9pL\  
    D Cx3_  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 L=ZKY  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 6-U|e|e  
    oe,L&2Jz@  
    6. 分光器的设置 %M^X>S\%  
    Y!* \=h6h  
    t a_!  
    Zp]{e6J  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 6j@3C`Yd  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 PpX=~Of~  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 L,V\g^4$K  
    |H 0+.f;  
    7. 合束器的设置 ST1PSuC~  
    '0D2e  
    j@$p(P$  
     bz'V50  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 L}lOA,EF  
     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。 V|xK vH  
    UbKdB  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 .t|vwx  
    _P.+[RS@  
    JaP2Q} &B  
     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)。 tK{2'e6x  
    应用示例详细内容 8xzEbRNJ)  
    仿真&结果 j4Ppn  
    &P Wz4hZ  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Q]Q]kj2  
    I)I,{xT4  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 0G?0 Bo  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ^XEX"E  
    6T0[ ~@g5  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ?kvkkycI   
    p>7 !"RF:U  
    JnE\E(ez  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ;|&Ak_I2G  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 '|Dm\cy  
     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。
    JTB_-J-TU  
    4HEp}Y"}V  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ?XO$ 9J  
    =FUORj\O  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 =o]V!MW  
     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°。 {` Bgxejf  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Z'p7I}-qr  
    ,9Y{x  
    4. 对准误差的影响：元件平移 94Mh/A9k  
    Yoi4R{9c  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 &o*/6X  
     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。 zbn0)JO  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 !~PLW]Z4  
    aGvD  
    <kIg>+  
    5. 总结 ciO^2X  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 3lYM(DT  
    e.9oB<Etp  
    4. 仿真 ^,[V;3  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 aY7kl  
    ~t\Hb8o  
    5. 计算 Q| > \{M  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 L/9f"%kZ  
    LQ pUyqR  
    6. 研究 |r_S2)zH9m  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 OO5k _J  
    wjYwQ=y5  
    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。 C=2"*>lTn  
    "pTyQT9P  
    扩展阅读 2}:scag  
     L>Bf}^  
    1. 扩展阅读 XmN3[j  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 8$}1|"F  
    /Y|oDfv  
     开始视频 CI$pPY<u1  
    - 光路图介绍 JK0L&t<  
    - 参数运行介绍 *fVs|  
    - 参数优化介绍 J@'}lG  
     其他测量系统示例： p|VoIQY  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) I4 dS,h  
    Z=`\U?,  
    Z7?C^m  
    QQ：2987619807     E ?(+v  
     
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