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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) S&g -  
    7 5cr!+  
    应用示例简述 PfMOc+ q  
     [ @71  
    1. 系统说明 2LK*Cv[  
     {Eb2<;1o{  
    光源 ny;)+v?mN\  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Xv;ZAa  
     元件 [ZpG+VAJ8  
    — 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 N,'qMoNf  
     探测器 {hp@j#  
    — 干涉条纹 jYssz4)tp  
     建模/设计 AI`1N%Owi  
    — 光线追迹：初始系统概览 X\:(8C;+  
    — 几何场追迹加(GFT+)： gl4 f9Ff  
     计算干涉条纹。 j-\^ }K.&  
     分析对齐误差的影响。 xn#I7]]G  
     t7& GCZ  
    2. 系统说明 )eVDp,.^  
     oHGf |  
    参考光路 6j.(l4}  
    K0bmU(Xxp  
    3. 建模/设计结果 =(uy':Dbn*  
    9n2%7dLQ*  
    jfhDi6N  
    4. 总结 i7E7%~S  
     [ Sa C  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 q>h+Ke  
     sJ*U Fm{  
    1. 仿真 'g, x}6  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 WN?`Od:y  
    2. 计算 [IX!3I[J]  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 |Szr=[  
    3. 研究 -"b3q  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 x6mq['_  
    Qpu2RfP  
    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。 Wam?(!{mOf  
     iV$75Atk  
    应用示例详细内容 Ho*RLVI0U  
    系统参数 >Qu^{o  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 /-9+(  
     `RLrT3 4  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 I ywx1ac  
    m|?J^_  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 "!eT  
     i(#c Yb  
    2. 说明：光源 P_Ja?)GT  
     Ol^EQLO  
    LPgI"6cP  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 i2c<q0u  
     因此，相干长度大于1m Fi}rv[`XY[  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Rs`Y'_B  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ho=]'MS|  
    qt;Tfuo  
    <W{0@?y  
     QxL FN(d  
    3. 说明：光源 pNsLoNZ3w  
    @_Oe`j^  
    =5#Jsn?U  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 )4C6+63OD&  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 y6yseR!  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ml/O  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     M)RQIl5  
    4. 说明：光学元件 *XR~fs?/*W  
    RlL,eU$CS  
    !~kzxY  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 a-hGpYJJG  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 I8:&Btf  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 VAzJclB  
     透镜材料为N-BK7。 |ZzBCL8q  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 d+)L\ `4  
     CT`X~y10  
    ':dHYvP/UX  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 _QCI< |A  
     J4X35H=Z  
    BS.6d}G4  
     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)。 |`/uS;O  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 q,Q|Uvpk  
    ZJm^znpw6  
    6. 分光器的设置 k,(_R=  
    f ebh1rUX  
    =hlu, By  
    G-<~I#k  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 a^,RbV/  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 M] *pBc(o0  
     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 TR20{8"  
    ?Ea"%z*c5  
    7. 合束器的设置 7mBL#T2   
    %q^]./3p  
    `7ZJB$7D|*  
    %W+ F e,]  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 B.jYU  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 /L^dHI]Q  
    9\2&6H  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 mAa]E t.  
    V|`|CVFo]  
    z`SkKn0f Y  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 BD+?Ad?  
    应用示例详细内容 [l:.Q?? )|  
    仿真&结果 Hq$ |j,&?  
    NR{:4zJT  
    1. 结果：利用光线追迹分析 T(DE^E@a  
    4N&}hOM'S  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ;;5i'h~?]J  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    kvn6 NiU  
    !NjE5USi  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 IgL8u  
    k"$V O+}m  
    o5uwa{v  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 R#M).2::  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 {VG6m Hw  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    tHeLq*))  
    ;*p} ~#2  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 VXS9E383  
    =KLYR UW  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 +l(}5(wc  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 }p~%GA.=98  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 AbB>ZT>hR  
    rB]/N,R   
    4. 对准误差的影响：元件平移 bv"S(  
    v]~[~\|a  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ix;8S=eP~{  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ?%(*bRV -  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 /_\4( vvf  
    zAewE@N#_  
    z?xd\x  
    5. 总结 ;f Gi5=-  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Hw? J1#1IE  
    .anL}OA_q  
    4. 仿真 ,")7uMZaF\  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 _1ins;c52  
    "5Mo%cUp  
    5. 计算 }- Sr@bE  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 "2J;~  
    Wj&s5;2a  
    6. 研究 .PgkHb=l@  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 K9R[ oB]b  
    >\ W" 3.  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 & BkNkb0  
    dq2v[? *R  
    扩展阅读 k>"I!&#g  
    q2y:b qLWl  
    1. 扩展阅读 {+;8dtZ)x  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Tb^9J7]  
    y06 2/$*$  
     开始视频 C;` fOCz^  
    - 光路图介绍 H UjmJu6f{  
    - 参数运行介绍 ^^m%[$nw&r  
    - 参数优化介绍 DWAU8>c+  
     其他测量系统示例： /.r($S g^  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) j^gF~ Wz^  
    _~!,x.Dbp  
    8'y|cF%U  
    QQ：2987619807     :.<&Y=^  
     
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