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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) krgsmDi7  
    o`G@Je_}x  
    应用示例简述 a4?:suX$  
     6 LC*X  
    1. 系统说明 YQ&Xd/z-  
     > >p3#~/  
    光源 M*nfWQ a  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Zx@{nVoYe~  
     元件 ds`a6>746  
    — 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 QM OOJA  
     探测器 %A04'dj`zQ  
    — 干涉条纹 cJ&%XN  
     建模/设计 {A{=RPL  
    — 光线追迹：初始系统概览 tJc9R2  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ? r^+-  
     计算干涉条纹。 qjuX1 6o  
     分析对齐误差的影响。 9M<{@<]dm  
     DJhi>!xJ  
    2. 系统说明 aB.`'d)V  
     Ie4}F|#=  
    参考光路 5TqX;=B  
    Ao2t=vg  
    3. 建模/设计结果 HKV]Rn  
    El ,p}Bi.  
    al1Uf]xh  
    4. 总结 ]oj 2  
     {2A/@$?  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7i`8 c =.  
     dx?4)lb  
    1. 仿真 "YM)bc  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 R["_Mff  
    2. 计算 npZ=x-ce  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 |d&a&6U:  
    3. 研究 ULj'DzlfH  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ex1bjM7  
    1 %K^(J;  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 [;%qxAB/_  
     f3h^R20qmO  
    应用示例详细内容 /2 ')u|  
    系统参数 ;vnG  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 v [\' M  
     3+rud9T  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 q,A;d^g  
    {dTtYL$'"  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 l*rli[No  
     dX?8@uzu  
    2. 说明：光源 1 :<f[l  
     Tapj7/0`  
    u6j\@U6I  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 l.Iov?e1S  
     因此，相干长度大于1m e4ym6q<6!  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 >fNRwmi  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 i{vM NI{  
    gmd-$%"  
    x8|sdZFxo  
     &z8I@^<  
    3. 说明：光源 e@|/, W   
    5 ELKL#(  
    5srj|'ja  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 $)8b)Tb  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 U= QfInB  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 vau0Jn%=ck  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     FwKT_XkY  
    4. 说明：光学元件 '7Q5"M'  
    kqdF)Wa am  
    K =nW|^  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 2j*;1  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 u2}zRC=  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 MZ]#9/  
     透镜材料为N-BK7。 qRC-+k:  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 g:V8"'  
     b+7!$  
    9O1#%  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 rXgU*3 RG  
     99)md   
    \-i5b  
     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)。 tj<a , l  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 m$6u K0  
    zI1-l9 o  
    6. 分光器的设置 !} ~K'1"  
    2vbm=~)$F  
    N{rC#A3  
    &ZmWR  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ~ A?  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 MhT.Zg\  
     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 St 4YNS.|  
    nZ7FG  
    7. 合束器的设置 8y:c3jzP_  
    E3%:7MB  
    *?dw`j_b >  
    oVDqX=G  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 0H;,~ WY  
     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。 >Z-f</v03  
    GO3F[ l  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 X=_`$ 0  
    (?[^##03MN  
    c:>&iB-Yu  
     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)。 m 3k}iIU7  
    应用示例详细内容 'a1%`rzm  
    仿真&结果 Rd#V,[d  
    * }\}@0%  
    1. 结果：利用光线追迹分析 L&*/ s&>b  
    '(N -jk  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 t>]wWYy  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    F^knlv'  
    ciQG.]  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 r0 mXRZC  
    #A&(b}#:o  
    WcE{1&PXx  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ctqXzM `  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 39j "z8 n  
     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。
    WrzyBG_  
    Nhq& Sn2  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 "'M>%m u  
    ze5Hg'f  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 YbX3_N&  
     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°。 7soiy A  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 \(m_3 H  
    `/+%mKlC|[  
    4. 对准误差的影响：元件平移 SiBhf3   
    Ujw J}j  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 c(:qid  
     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。 Q $wa<`  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 HW0EPJ  
    Y6J7N^  
    N001c)*7Q  
    5. 总结 [;IW'cXNq  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 qT U(]O1  
    T!GX^nn*O  
    4. 仿真 .'+*>y!  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 )@%wj;>a  
    F.nJX ZnJ  
    5. 计算 ve#*qz Y  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 oN0p$/La  
    Ib$*w)4:  
    6. 研究 |(mr&7O  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 y(I_ 6+B^  
    }=d]ke9_  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 B5- G.Z  
    hN~]$"@2  
    扩展阅读 !>%U8A  
    st8=1}:&\  
    1. 扩展阅读 q(N2 #di  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 cy0 %tsB|  
    Sk*-B@!S  
     开始视频 QH_0U`3  
    - 光路图介绍 R`7v3{  
    - 参数运行介绍 v^Vr^!3  
    - 参数优化介绍 j_r?4k  
     其他测量系统示例： vY+{zGF  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) >lD*:#o  
    P|rsq|',  
    AixQR[Ul*c  
    QQ：2987619807     m 6Xex.d  
     
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