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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) iyrUY  
    & PrV+Lv  
    应用示例简述 w(n&(5FzB<  
     fHYEK~!C04  
    1. 系统说明 Z'<=06  
     9I=J#Hi|+  
    光源 $bh2zKB)  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) kvv-f9/-  
     元件 P (jlWr$$  
    — 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 hf0G-r_ow  
     探测器 fDp_W1yH  
    — 干涉条纹  ^"K  
     建模/设计 qdm5dQ (c  
    — 光线追迹：初始系统概览 <M=U @  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ?/)Mt(p  
     计算干涉条纹。 O[y.3>l[s  
     分析对齐误差的影响。 )mxY]W+  
     /L'm@8  
    2. 系统说明 RfDIwkpp  
     CjORL'3  
    参考光路 rX%#Q\0h  
    mN@)b+~(S  
    3. 建模/设计结果 r0l ud&_9  
    hE-`N,i }  
    #*,Jqr2f  
    4. 总结 *fW&-ic  
     e"hm|'  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jJ?MT#v  
     nVw]0Yl  
    1. 仿真 xT{qeHeZ9,  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 2{!'L'km  
    2. 计算 n99:2r_  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lYv :  
    3. 研究 ^i&/k  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 SG |!wH^  
    &5Ea6j  
    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。 AUcq\Ys  
     7xB#)o53  
    应用示例详细内容 JM -Tp!C>  
    系统参数 7!hL(k[  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 -aLBj?N c[  
     M:6H%6eT  
     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。 yfiRMN"2  
    +che Lc  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _a8^AG  
     IE: x&q`3  
    2. 说明：光源 *58<.L|  
     o DPs xw  
    %;^[WT`,  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 zN#$eyt  
     因此，相干长度大于1m N'Ywn}!js  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 C"k8 M\RW?  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Dd<gYPC  
    8\!0yM#yK  
    bPC {4l  
     muT+H(Zp}  
    3. 说明：光源 %Gl,V5z&  
    4?><x[l2{  
    i|Lir{vW  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 6=Kl[U0Y  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 fU!C:  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 :m_0WT  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ,[,+ _A  
    4. 说明：光学元件  7.CzS  
    )M#~/~^f+  
    aWm0*W"(@  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 "Vho`x3  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 PDREwBX  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 /XEcA 5C<  
     透镜材料为N-BK7。 W>K2d  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 I"#jSazk  
     W:4]-i?2  
    Ag }hyIl  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 bnUpH3  
     (03m%\  
    0fxA*]h  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 `O.*qs5  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 }di)4=U9  
    "@Ra>qb  
    6. 分光器的设置  DC]FY|ff  
    7`6n]4e  
    0gm+R3;k^  
    rs~RKTv-  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 aN ). G1  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 {(o\G"\<XY  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 @NlnZfMu  
    [Rs5hO  
    7. 合束器的设置 yb*SD!  
    hx+a.N  
    bnWIB+%_  
     .r[DqC  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 4fr/ C5M  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 NAZxM9  
    VeA;zq  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 W~.1f1)  
    /_xwHiA  
     &e7yX  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 r|fJ~0z  
    应用示例详细内容 pJ6bX4QnDX  
    仿真&结果 1oFU4+{ 4  
    ;s3"j~5m)  
    1. 结果：利用光线追迹分析 R/~j <.s3P  
    w)&]k#r  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Up`$U~%-  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    "6Nma)8  
    H_ .@{8I  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 zY(w`Hm2  
    _;yp^^S  
    j{7_p$JM  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 #h /-  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ``1#^ `  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    uDafPTF  
    8|dl t$  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 7xVI,\qV  
    jsf=S{^2  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ?%JH4I2  
     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°。 s_.q/D@vu  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 r*>XkM& M  
    U2ecvq[T  
    4. 对准误差的影响：元件平移 |LcN_ ,}6  
    hnvn&{|  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 +'= ^/!  
     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。 k>K23(X  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 jXGr{n  
    )qn =  
    <gZC78}E  
    5. 总结 Fng":28o  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 er+m:XuV  
    6^mO<nB   
    4. 仿真 '@AK0No\W  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 00%$?Fyk  
    CYEqH2"3  
    5. 计算 .o:Pe2C  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6y%BJU.I  
    gpHI)1i'H  
    6. 研究 6.EfM^[  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移  >pv~$  
    j &,vju  
    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。 gEO#-tMjOQ  
     3i?{E ^  
    扩展阅读  _"%d9B  
    )}~k7bb}Y  
    1. 扩展阅读 Gw~^6(Qu  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 xY5Idl->  
    qO Zc}J0  
     开始视频 17$JBQ,[  
    - 光路图介绍 "0`r]5 5d  
    - 参数运行介绍 Ny*M{}E  
    - 参数优化介绍 UG Fx  
     其他测量系统示例： ~)tMR9=wX  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) fR5 NiH  
    G/Kz_Y,  
    fT[6Cw5w`  
    QQ：2987619807     x\3 ` W  
     
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