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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) a_xQ~:H  
    [p2g_bI8yK  
    应用示例简述 %!>k#F^S  
     4b]IazL)  
    1. 系统说明 X"laZd947>  
     jg7d7{{SB  
    光源 g2!0vB>  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) fYv ;TV>73  
     元件 32TP Mk  
    — 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 Cl%V^xTb  
     探测器 =lYvj  
    — 干涉条纹 30t:O&2<  
     建模/设计 YL; SxLY  
    — 光线追迹：初始系统概览 LqMe'z  
    — 几何场追迹加(GFT+)： R>^5$[  
     计算干涉条纹。 U$MWsDn   
     分析对齐误差的影响。 B'NS&7+].  
     4u7c7K>\Y  
    2. 系统说明 p!.  /  
     mxtlr)  
    参考光路 ,P;8 }yQ  
    GZ; Z  
    3. 建模/设计结果 ~oEXM ?M  
    ^[k6]1h  
    kO /~i  
    4. 总结 ? +5" %4o  
     bEBZ!ghU  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 `[w}hFl~q  
     o}5'v^"6,  
    1. 仿真 H57jBD  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 X`8Y[Vb3}  
    2. 计算 FjK Ke7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c%o5 E%  
    3. 研究 _Y}^%eFw  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 WBIQ%XB'  
    5%vP~vy_}  
    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。 /DgT1^&0  
     D N2hv2  
    应用示例详细内容 (gs`=H*d;  
    系统参数 _N[^Hl`\  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 F(0pru4u  
     NB~*sP-l&  
     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。 UMnR=~.  
    +]aD^N9['  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 4nX'a*'D~}  
     Vs2v j  
    2. 说明：光源 pO-)x:Wg  
     !XG/,)A  
    BV_a-\Sa=  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ee__3>H"/  
     因此，相干长度大于1m b}"vI Rz  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 O&gy(   
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 x`j_d:C~G  
    %'K+$  
    _dH[STT  
     'Q^G6'(SaK  
    3. 说明：光源 +'{:zN5m  
    uWM4O@Qn)d  
    dUBVp 9PB  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ]G$!/vXP  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 OV0cr  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 `UzCq06rJ1  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     OP\^c  
    4. 说明：光学元件 kiBOyC!r6  
    (RI>aDG RH  
    ]VO,} `  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 3l41r[\  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 }VJ hw*s  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 =qVAvo'  
     透镜材料为N-BK7。 8k*k  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Z:}2F^6  
     u8$~N$L  
    k -t,y|N  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $[L)f| l  
     N-_| %C-.  
    9h)P8B.>M  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ' ]H#0.  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 |<5J  
    eQ4B5B%j/x  
    6. 分光器的设置 NEjB jLJZ  
    'ra_Zg[j  
    x Ps& CyI  
    *jqPKK/  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 //@sktHsw(  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 :5qqu{GL  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 9EY_R&Yq%  
    [eTck73  
    7. 合束器的设置 YP@ ?j  
    PhaQ3%  
    qoyGs}/I8  
    Ky{I&}+R|  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 !IrKou)/_  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 =V4_DJ(&  
    z8rh*Rfxd  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 |cBF-KNZ  
    [Nzg 8FP  
    62KW HB9S  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 pRyS8'  
    应用示例详细内容 IcNIuv  
    仿真&结果 9dhFQWz"  
    KfI$'F #"/  
    1. 结果：利用光线追迹分析 p>hCh5  
    rea}Uq+po  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 OW5|oG  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    j$/uJ`  
    %#;(]7Zq  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 _jI)!rfb  
    ?f%DVK d  
    S7~l%G>]b  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 "NI>HO.U  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 6T aT_29  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    `J;/=tf09  
    gB'Ah-@,P  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 X<bj2 w  
    c^/?VmCQ}  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 k>@^M]%  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 w6%CB E2  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 >w2WyYJYH  
    L.~]qs|G/K  
    4. 对准误差的影响：元件平移 N4JL.(m){I  
    jMN@x]6w  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 [/`Hz]R  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ?p\II7   
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Q\th8/ /  
    DT~y^h  
    < EE+ S#z  
    5. 总结 2ZFK jj  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Gt *<?  
    rcb/X`l=  
    4. 仿真 "I 1M$^8n  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 YSUH*i/%  
    m##z  
    5. 计算 $@!&ML  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \7?MUa.4  
    x@(f^P  
    6. 研究 rsj}hS$  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1OGv+b)  
    %^BOYvPx  
    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。 )ejqE6'[  
    9fLP&v  
    扩展阅读 z Clm'X/  
    ml \yc'  
    1. 扩展阅读 g?Ty5~:lq  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 tqk6m# @(  
    /hy!8c7  
     开始视频 "f$A0RL  
    - 光路图介绍 m<HjL  
    - 参数运行介绍 !ZcA Ltq  
    - 参数优化介绍 ju 6_L<  
     其他测量系统示例： PqeQe5  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ;SP3nU))  
    by3kfY]4s  
    WK5bt2x  
    QQ：2987619807     g5HqU2  
     
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