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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) )U:m:cr<  
    {@{']Y  
    应用示例简述 qiBVG H  
     @9RM9zK.q  
    1. 系统说明 giw &&l=_  
     ,Uqs1#r  
    光源 9 -a0:bP  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) _9Te!gJ4_#  
     元件 qWPkT$ u  
    — 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 s8t;.^1}  
     探测器 CxW>~O:  
    — 干涉条纹 LYK"(C  
     建模/设计 29] G^f>  
    — 光线追迹：初始系统概览 mL{6L?  
    — 几何场追迹加(GFT+)： V5>B])yQ  
     计算干涉条纹。 0 ZKx<]!  
     分析对齐误差的影响。 Vv=. -&'  
     sBg.u  
    2. 系统说明 \?k'4rH  
     )}Kf=  
    参考光路 Ka V8[|Gn,  
    wE`]7mA  
    3. 建模/设计结果 p]+Pkxz]'  
    "`e{/7I  
    Fq<A  
    4. 总结 rw JIx|(  
     v^*K:#<Q!  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 o|<!"AD7  
     MKi0jwJM  
    1. 仿真 ^k">A:E2  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 3;A)W18]  
    2. 计算 aeM+ d`f  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 n 0L^e  
    3. 研究 \X D6 pr@  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 xY(*.T9K  
    0GCEqQy8  
    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。 xfe+n$~ c  
     &B1WtW  
    应用示例详细内容 [hv~o~q  
    系统参数 0 /U{p,r6`  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 \Uq(Zga4)  
     &}B|"s[  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 [waIi3Dv\  
    tg4pyW <  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 m&&m,6``P  
     . 3T3E X|G  
    2. 说明：光源 hhc,uJ">!  
     VuZuS6~#J  
    ;iL#7NG-R  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =GMkR+<)  
     因此，相干长度大于1m F{;((VboN  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 RMu~l@  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 yYA$I'Bm\  
    M%P:n/j  
    >U27];}y  
     y _k l:Ssa  
    3. 说明：光源 $DaNbLV  
    J}K$(;:  
    cIOlhX@  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 |t#)~Oo  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 sS'm!7*(3  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 .Vvx,>>D  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     =MDys b&:  
    4. 说明：光学元件 [?N~s:}  
    {fT6O&br  
    ;+ hH  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 M gi,$H  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 1?+St`+{B-  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 )=_,O=z$K  
     透镜材料为N-BK7。 tW}'g:s  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 _g"<UV*H  
     F0Yd@Lk$_  
    >@ .  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 p}U ~+:v  
     {8bSB.?R  
    [2 M'PT3  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 1f=gYzuO)  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 }y gD3:vN7  
    DT&@^$?  
    6. 分光器的设置 LsU9 .  
    5vnrA'BhBU  
    <bEbweQrgm  
    e^1Twz3z  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 &`2)V;t  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 #5o(h+w)  
     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 ]Gq !`O1  
    Em~>9f ?Q(  
    7. 合束器的设置 SSMHoJGm  
    oE]QF.n#  
    $kp{Eg '  
    ;vjOUn[E  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 _u QOHwn  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 WX3-\Y5E  
    tf`^v6m%]  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Z=vU}S>r|v  
    =]0&i]z[.  
    /hyN;.hpOO  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Q*ft7$l&  
    应用示例详细内容 ][Rh28?I{  
    仿真&结果 z*% q@]ym  
    g{&ui.ml&  
    1. 结果：利用光线追迹分析 gV_}-VvP  
    oe-\ozJ0  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 amY!qg0P*  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    w NdisI  
    4^|3TntO  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Z4 =GMXj  
    B:'US&6Lf'  
    .U]-j\  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ^s"R$?;h  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ji0@P'^;  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    v mk2{f,g  
    ye5&)d"fa(  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 .eVG:tl\  
    >tW#/\x{  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 < h *4Q  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 o0KL5].  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 O3kA;[f;  
    nb%6X82Q  
    4. 对准误差的影响：元件平移 :eVq#3}  
    r mg}N  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 m!HJj>GEo  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 vUM4S26"NT  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Wvf ^N(  
     Mb~F%_  
    cSV aI  
    5. 总结 Lw>N rY(Y  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;uP:"k  
    3)ywX&4"L  
    4. 仿真 ?.BC#S)q1  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Uz]|N6`  
    G" "ZI$`  
    5. 计算 B tcy)LRk  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8bld3p"^  
    U # qK.  
    6. 研究 * 0=j?~&  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 E r?&Y,o  
    ?&1!vz  
    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。 Xc&9Glf  
    c{w2Gt!  
    扩展阅读 ]~siaiN[  
    EXqE~afm2  
    1. 扩展阅读 f ) L  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 0<@@?G  
    {"KMs[M  
     开始视频 I-l_TpM)  
    - 光路图介绍 :d'8x  
    - 参数运行介绍 }k.Z~1y  
    - 参数优化介绍 e+fN6v5pU  
     其他测量系统示例： =@~Y12o?%  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) K]w'&Qm8W  
    /N.U/MPL_  
    3%b6{ie/=  
    QQ：2987619807     LZxNAua  
     
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