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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) !@{_Qt1  
    7Vr .&`l  
    应用示例简述 kj~)#KDN  
     (cAv :EKpo  
    1. 系统说明 LY'_U0y4  
     p%EU,:I6  
    光源 4(o: #9I  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m)  VT96ph  
     元件 z'=*pIY5f  
    — 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 GMU.Kt  
     探测器 Y5&Jgn.l  
    — 干涉条纹 ~Z!xS  
     建模/设计 A)Wp W M  
    — 光线追迹：初始系统概览 gQ3Co./  
    — 几何场追迹加(GFT+)： y8HLrBTza  
     计算干涉条纹。 C18pK8-  
     分析对齐误差的影响。 _v{,vLH  
     ^N#kW-i  
    2. 系统说明 ;2q;RT`h  
     /6B!& b2f  
    参考光路 HK) $ls  
    5gARGA  
    3. 建模/设计结果 WCA`34(  
    %_;q<@9)  
    }`&#{>]2  
    4. 总结 s Z(LT'}  
     oe_l:Y%  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 M;OY+ |uA  
     x.qn$?3V]  
    1. 仿真 LH@)((bi4v  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 !SEHDRp  
    2. 计算 yx"xbCc#  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ks< gSCB  
    3. 研究  Z+`mla  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 YNA %/  
    hV#+joT8i  
    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。 #~*fZ|sq+3  
     uy)iB'st&  
    应用示例详细内容 y K)7%j!  
    系统参数 ${0+LhST  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ]Cnj=\'  
     A<2_V1  
     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。 p/>}{Q )Y  
    $J"}7+  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ke_Dd?  
     I$xfCu  
    2. 说明：光源 P$S>=*`n U  
     dDbPM9]5  
    6 DqV1'  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 VFz (U)._  
     因此，相干长度大于1m rD<G_%hP  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 L$6{{Tw"2  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 \gaGTc2&  
    zRN_` U  
    eyBLgJt8P  
     jv<BGr=4;  
    3. 说明：光源 \_}Y4  
    wG [X*/v  
    YbB8D-  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Uq `B#JI  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 XSC._)ztEE  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 [U@#whEO  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     0][PL%3Z  
    4. 说明：光学元件 m-S4"!bl  
    :\9E%/aAD  
    iI ji[>qz  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 fiqeXE?E  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 .vYU4g]  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ?RJ ) u  
     透镜材料为N-BK7。 ^_ L'I%%[  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 CM?dB$AwX  
     >Pj ?IE6  
    <gRv7 ?V[z  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 E7@0,9A U  
     /=&HunaxI  
    *>,8+S33r{  
     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)。 K n%[&  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [t/7hx"2t  
    ts/ rV#s~  
    6. 分光器的设置 'bVDmm).  
     "_t2R &A  
    u^T)4~(  
    @T[}] e  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 BC0SSR@e  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 &Iv3_T<AF  
     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 tQE=c 7/M  
    =EwC6+8*M  
    7. 合束器的设置 D_er(  
    xR `4<  
    hvCX,^LoJ  
    - `F#MN  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 |pxM8g1w  
     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。 O& k+;r  
    vpu20?E>5z  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ?4v&TB@  
    7.7P>U  
    3p`*'j2R  
     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)。 k)j, ~JH  
    应用示例详细内容 AX3iB1):K  
    仿真&结果 uz-O%R-  
    QII-9 RxX"  
    1. 结果：利用光线追迹分析 |^p7:)cy  
    6S7 =+>  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 >__t 2  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ) Zud|%L  
    yop,%Fe  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 AX=$r]_  
    M ^gva?{  
    ? IgM=@  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 GBnf]A,^ @  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 yg34b}m{  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    MNd8#01q`  
    iV<4#aBg  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 w5zr Ek#  
    d$.t0-lC  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 :uwB)G  
     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°。 }4G/x;D  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 #mu3`,9V  
    :f<:>"<  
    4. 对准误差的影响：元件平移 klSzmi4M  
    o"h* @.  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 17IT:T,'  
     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。 _Q&O#f  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 x[XN;W&  
    O*% 1   
    XL!\Lx  
    5. 总结 h\C" ti2  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^yLiyRe\  
    JBzRL"|  
    4. 仿真 e<F>u#d  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 @~WSWlQW  
    ~Q<h,P  
    5. 计算 #r{`Iv ?nn  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 I !\;NVhv  
    !<`}m E!:  
    6. 研究 ['1JN UX  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 jm~(OLg  
    [fVtQ@-S!  
    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。 & !0[T   
    "h.-qQGU%  
    扩展阅读 WGy3SV )  
    ynkPI6o  
    1. 扩展阅读 ~:h-m\=8Y  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 c j-_  
    B_Qi  
     开始视频 N0U6N< w  
    - 光路图介绍 {|cuu"j26  
    - 参数运行介绍 ^uZ!e+   
    - 参数优化介绍 &dA{<.  
     其他测量系统示例： ?[Gj?D.Wc  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 8Ter]0M&  
    /eFudMl  
    <hG] f%  
    QQ：2987619807     <$m=@@qg  
     
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