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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) N?Z+zN&P  
    \{Ox@   
    应用示例简述 4okHAv8;  
     ,4h! "c  
    1. 系统说明 R(n0!h4  
     v ](G?L9b  
    光源 `"^@[1  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 0e7O#-  
     元件 K{`2jK#  
    — 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 Huug_E+  
     探测器 ~]m@k'n  
    — 干涉条纹 8_sU8q*s  
     建模/设计 8xeun~e"vS  
    — 光线追迹：初始系统概览 .3g\[p   
    — 几何场追迹加(GFT+)： Zip K;!9by  
     计算干涉条纹。 4`EvEv$i  
     分析对齐误差的影响。 @h z0:ezg:  
     ~]i]kU   
    2. 系统说明 }(vOaD|k=  
     ` i^`Q  
    参考光路 sbq44L)  
    R+@sHsZ@  
    3. 建模/设计结果 i85+p2i7  
    Npg5Z%+y  
    [h2p8i 'o  
    4. 总结 HCe-]nMd  
     3qV>TE]6,  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 eW }jS/g`  
     $O8EiC!f6  
    1. 仿真 S3JygN*  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 +2_6C;_DX  
    2. 计算 6{F S /+  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ADwwiq#E  
    3. 研究 )oz-<zW  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ~n]2)>6  
    6m;wO r  
    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。 5e~{7{  
     wTgx(LtH  
    应用示例详细内容 gC,0+Y~  
    系统参数 V }r_   
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 V=8{CmqT  
     X G@>1/  
     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。 *M**h-p2'  
    A)`fD %+  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Z({`9+/>u  
     #VMBn}   
    2. 说明：光源  vCH v  
     ;wYwiSVd  
    5GWM )vrZg  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 A5>gLhl7  
     因此，相干长度大于1m uvK%d\d  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 0 S`b;f  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 SJ|.% gn  
    \5L4*  
    h}VYA\+<B  
     %_X[{(  
    3. 说明：光源 iJp!ROI  
    @0@'6J04  
    )*QTxN  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 J W yoh|  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 %+OPas8C  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 q'8@0FT0  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     4>ce,*B1  
    4. 说明：光学元件 !E.l yz  
    (k HQKQmq  
    ~>-;(YU"t  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 1J%qbh  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 }JTgj  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 0o'ML""j  
     透镜材料为N-BK7。 $!3t$-TSD  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 >A@D;vx  
     0Ukl#6  
    b+#~N>|  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图  #,9TJ:~N  
     a_fW {;}[  
    @IKe<{w  
     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)。 ?~y(--.t;T  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 w!9WCl]9M  
    arH\QPaka'  
    6. 分光器的设置 hy`)]>9z~  
    OU3+SYM  
    rls#g w  
    2B?i2[a,  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 q>oH(A  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 BNm va  
     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 7;-i_&vws  
    _CwQ}n*  
    7. 合束器的设置 Kxaz^$5Y$  
    4 AmF^H  
    D\&y(=fzf  
    N S}`(N  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 =X'7V}Q}  
     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。 ^3s&90  
    M[N.H9  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 :Ty*i  
    iBW6<2@oZF  
    =sVt8FWGY  
     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)。 "@? kxRn!  
    应用示例详细内容 ,%G2>PBt  
    仿真&结果 |(ju!&  
    b1^Yxe#L  
    1. 结果：利用光线追迹分析 *K^O oS  
    9F1stT0G%  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 oi4Wxcj  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    O!+5As  
    exKmK!FT  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 FAl6  
    VIdoT2  
    O7*i;$!R  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 V xs`w  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 z(68^-V=:  
     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。
     Hu2g (!  
    'yjH~F.  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 trt\PP:H%  
    n k3lC/f  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 &nw ~gSe  
     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°。 /\I%)B47^9  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 C}EDl2  
    2,nCGSfc  
    4. 对准误差的影响：元件平移 eH*b -H[  
    )#Bfd(F  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Y. tFqzo3  
     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。 7V``f:#d  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 %"fKZ  
    m6<0 hP  
    !_!b \  
    5. 总结 ; O0rt1  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Sylsp%A  
    Y &+/[ [  
    4. 仿真 dV  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 #;]F:TlR  
    ^C| 9K>M  
    5. 计算 JAlsc]XtO9  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 i_ TdI  
    V3UGx'@^y  
    6. 研究 <ft9B05*  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 M oHvXp;X  
    .LHe*JC  
    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。 2=+ ,jX{  
    X6 cb#s0|  
    扩展阅读 dq(L1y870  
    kn|l3+  
    1. 扩展阅读 nQmYeM  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 !S{<Xc'wv  
    1`\kXaG  
     开始视频 }`FPe   
    - 光路图介绍 h!GixN?  
    - 参数运行介绍 6s2g+[  
    - 参数优化介绍 Xy&#}S}9  
     其他测量系统示例： [.,6~=}vP  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) !YHu  
    Ij_`=w<  
    bf(&N-"A  
    QQ：2987619807     HArYL} l  
     
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