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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) FXwK9 %  
    *gMP_I  
    应用示例简述 lNnbd?D8  
     u2Z^iY  
    1. 系统说明 */h 9"B  
     ENF@6]  
    光源 9%'HB\A  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) f$*9J  
     元件 k |aOUW  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 4!RI2?4V  
     探测器 ,OFr]74\  
    — 干涉条纹 6L% R@r  
     建模/设计 UDqKF85H  
    — 光线追迹：初始系统概览 K`Zb;R X  
    — 几何场追迹加(GFT+)： \}Kp=8@nE  
     计算干涉条纹。 T%#P??k  
     分析对齐误差的影响。 @x>2|`65Y  
     lcJumV=%>  
    2. 系统说明 F[giq 1#  
     (ZR"O8  
    参考光路 P VW9iT+c  
    e<wj5:M|  
    3. 建模/设计结果 *LQY6=H  
    |>V>6%>vK6  
    4sgwQ$m)  
    4. 总结 w)>z3L m  
     G~L#v AY  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 <Q~7a hF  
     cr;`0  
    1. 仿真 H<Taf%JT  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。  &\br_  
    2. 计算 P`v~L;f  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9 3I9`!e  
    3. 研究 s+~Slgl  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 90v18k  
    h>Pg:*N,(  
    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。 [gY__  
      h\ek2K  
    应用示例详细内容 HcUz2Rm5XP  
    系统参数 1 ![bu  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 [|Pe'?zkf  
     +Y[+2=lO  
     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。 +W4g:bB1  
    {j@)sDM X  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 !\ukb  
     \gXx{rLW  
    2. 说明：光源 T+"y8#:  
     G{Q'N04RA  
    \Y 4Z Q"0Q  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 mwhn=y#]*  
     因此，相干长度大于1m z1 px^#  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 8dB~09Z7  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 &4FdA|9T  
    Mdh"G @$n  
    tAi9mm;k  
     {G&g+9c&  
    3. 说明：光源 iR OM?/$  
    dG$0d_Pq  
    .e+UgC wi  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 6p{x2>2y[  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 +yI^<BH  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 m(P)oqwM  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     0G 1o3[F  
    4. 说明：光学元件 f}!26[_9{  
    Q7%#3ML  
    ;~;St>?\R\  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 hj1 jY  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 l[|e3<H  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。  8[OiG9b  
     透镜材料为N-BK7。 qZ }XjL  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 TZ2f-KI  
     N9<eU!4>  
    uoHhp4>^  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 q Q8l8  
     bb/MnhB  
    r&DK> H  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 w}b+vh^3Wy  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 o7seGw<$X  
    [9^e u>)A  
    6. 分光器的设置 RJ44o>L4O  
    o3kj7U:'x  
    mY( _-[W  
    cf'Z#NfQ  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 A-$BB=Ot  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 e X@q'Zi  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 m`"s$\fah  
    )O Cr6UR  
    7. 合束器的设置 0k 8SDRWU  
    uBgHtjmae  
    GAlO<Mu  
    Of=z!|l2  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ZP<X#]$qb  
     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。 Y."[k&P-  
    8=9sIK2  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 o*xEaD  
    0oMMJ6"i   
    ENzeVtw0  
     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)。 .Dmvgi]  
    应用示例详细内容 3R><AFMY?  
    仿真&结果 jGCW^#GE  
    IM/\t!*7  
    1. 结果：利用光线追迹分析 =I1@O9}+i  
    H <yec"  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Z5=!R$4  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    )J0VB't  
    &Te:l-x  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 L8 J/GVmj  
    o<4LL7$A!  
    V2.K*CpZ7  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 5UbVg  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 M ~IiJ9{  
     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。
    {UNz UaE  
    6>Y}2fT}o3  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 G`z48  
    ;`+,gVrp  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 4o8!p\a  
     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}/CzQ  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 $j/F7.S  
    wSK?mS6  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ))N^)HR  
    r%m2$vx#  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 DxBt83e  
     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。 2,\u Y}4  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Ow I?(ruL'  
    JoYzC8/r  
    fomkwN  
    5. 总结 9maw+c!~  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )+G(4eIT  
    AN;?`AM;  
    4. 仿真 QbWD&8T0O  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 d<Di;5  
    ]Vsze4>Z[  
    5. 计算 a_yV*N`D  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lFcCWy  
    QEPmuG  
    6. 研究 ?r+tU  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 R&QT  'i  
    Tla*V#:Ve  
    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。 rW^&8E[  
    SXL6)pX  
    扩展阅读 K^S#?T|[9  
    Fi#t88+1  
    1. 扩展阅读 f { ueI<  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 2I7P}=  
    |z~?"F6 Y<  
     开始视频 2g$Wv :E3  
    - 光路图介绍 NXx}KF c  
    - 参数运行介绍  JeA}d  
    - 参数优化介绍 FueJe/~t  
     其他测量系统示例： dw-r}Qioe  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ^o 5q- ;a  
    X DX_c@U  
    e:l 6;  
    QQ：2987619807     }&j&T9oX  
     
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