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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) {y|j**NZ  
    \`YV)"y" ~  
    应用示例简述 p;LF-R  
     "XKd#ncP  
    1. 系统说明 qa5 T(:8  
     g;!,2,De}  
    光源 d0-T\\U  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) +qmV|$rmM  
     元件 Ai5D[ykX  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 JPkI+0  
     探测器 incUa;  
    — 干涉条纹 {(^%2dk83C  
     建模/设计 ?yAjxoE~?  
    — 光线追迹：初始系统概览 <*DP G\6Ma  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 6g'+1%O  
     计算干涉条纹。 G":u::hR  
     分析对齐误差的影响。 r'& 6P-Vm  
     F vHd `  
    2. 系统说明 _E xd:  
     pAc "Wo(Q  
    参考光路 RU,!F99'1  
    L_}F.nbS5  
    3. 建模/设计结果 (?~*.g!  
    G!w?\-  
    r<-@.$lf  
    4. 总结 %o#|zaK  
     (W_U<~`t  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Nrk/_0^  
     aT PmW]w6  
    1. 仿真 Iqb|.vLG  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Z;J{&OJ3qM  
    2. 计算 1fU~&?&-u  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ??=7pFm  
    3. 研究 ZVz`-h B  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 U,GY']J  
    |&H(skF_  
    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。 Mt+gg F.  
      WfkP  
    应用示例详细内容 %1e{"_$O9  
    系统参数 Be2yS]U  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 d]QCk &XU  
     O@? *5  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 +v"%@lC};  
    lcEin*Oc  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 T>pz?e^5&  
     wM&WR2  
    2. 说明：光源 "SN+ ^`  
     /&G )IY]g  
    6O'6,%#  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 a1# 'uS9W  
     因此，相干长度大于1m R%^AW2   
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 [;hCwj#  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 FK.Qj P:  
    t+Hx&_pMj  
    VNWa3`w  
     g'1ASMuR  
    3. 说明：光源 ]eIV'lP,j/  
    t'L#8MJ  
    U Zc%XZ`"V  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 .?p\=C@C+  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~F=,)GE  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 # dxS QmG  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     2K$#U|Qi  
    4. 说明：光学元件  0@dN$e  
    gVI2{\a  
    f/RDo4  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 *'nZ|r v  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 n 0CS =  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ]~-vU{  
     透镜材料为N-BK7。 ;OfZEy>7  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 YR}By;Bq  
     5RhP^:i@C  
    <.B^\X$  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [u}2xsSx  
     'or8CGr^p  
    ;#Pc^Yzc1  
     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)。  = ~^  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 O\KSPy7YQ  
    *;y n_zg  
    6. 分光器的设置 hz~jyH.h_  
    LX_{39?<{  
    Wg ?P"  
    N_),'2  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 <{UjO  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 W;@9x1jK X  
     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 "/}cV5=Z  
    eGh7,wngH  
    7. 合束器的设置 auT'ATW7i  
    WYNO6Xb#:  
    Kk_h&by?  
    zS+_6s  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 KL\]1YX  
     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。 sCE2 F_xjL  
    J,=: ] t  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 #cD20t  
    C ^hCT  
    <UMT:`h1MZ  
     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)。 v5N2$Sqp*  
    应用示例详细内容 .&Ok53]b  
    仿真&结果 '{(/C?T  
    {IpIQ-@l  
    1. 结果：利用光线追迹分析 l`A4)8Y@  
    T11;LSD  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 C #A\Rfi  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    XU19+mW=P  
    |U4t 8  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 5pI=K/-  
    ';0NWFP  
    Hz6yy*  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ~8 w(M  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 .6D9m.Q,  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    3!V$fl0  
    q"Z!}^{  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 OnKPD=<  
    OK^0,0kS3  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ']]&<B}mz  
     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°。 bG6<=^  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ^3:DeZf!u  
    4/B n9F  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ^sjL@.'m$N  
    +e6c4Tw/  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 /-W-MP=Wd  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 >.-$?2  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 K9J"Q4pEC  
    r 7mg>3  
    o-D,K dY  
    5. 总结 ^QKL}xiV:  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 khW9n*  
    9C{\=?e;  
    4. 仿真 Fc"&lk4e  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 F}lgy;=h  
    ]U,K]y[Bj  
    5. 计算 ;I+"MY7D  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Sp]i~#q_'  
    ;|Z;YK@20  
    6. 研究 l?/.uNw  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,OQ!lI_`R  
    ~',}]_'oR-  
    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。 kH43 T  
    WSY&\8   
    扩展阅读 5w#*JK   
    iZy`5  
    1. 扩展阅读 Pj!{j)-tS  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 jbHk  
    w$5N6  
     开始视频 H<SL=mb;  
    - 光路图介绍 '1}rQqZ  
    - 参数运行介绍 Hh bf9)  
    - 参数优化介绍 x\Y%/C[Kc  
     其他测量系统示例： ~Lc>~!!t  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) V+dfV`*k  
    a* pZcv<  
    G=8w9-Ww  
    QQ：2987619807     sX&M+'h  
     
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