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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) BA T.>  
     ;CV'  
    应用示例简述 yHZ&5  
     %z"$?Iv  
    1. 系统说明 Vn_>c#B  
     H;Gs0Qi;  
    光源 $d&7q5[  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 2o W'B^-  
     元件 oB '5':  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 -; i:bE  
     探测器 ^nQJo"g\  
    — 干涉条纹 )]m4FC:  
     建模/设计 #ZHKq7  
    — 光线追迹：初始系统概览 7&L8zl|K  
    — 几何场追迹加(GFT+)： )[yKO  
     计算干涉条纹。 6QPT  
     分析对齐误差的影响。 @]EdUzzKq  
     -:b<~S[  
    2. 系统说明 N;=J)b|9  
     l9H-N*Wx  
    参考光路 : >$v@d  
    /~?[70B}E  
    3. 建模/设计结果 |;U3pq)  
    +hH7|:JQ  
    V {}TG]  
    4. 总结 RGY#0.Z}  
     a"k,x-EL(  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 XqcNFSo)  
     jd`]]FAww  
    1. 仿真 7EL0!:Pp3  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 CdtwR0  
    2. 计算 ye| 2gH  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )>;387'Y  
    3. 研究 Cth<xn(Q  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 }UG<_ bE|  
    fRzJiM{  
    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。 Y)M-?|4  
     vgr 5j  
    应用示例详细内容 u(`7F(R  
    系统参数 &kH7_Lz  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 %r:4'$E7|  
     =[gFaB_H  
     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。 dcE(uf  
    9HlM0qE5b  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 eNm Wul  
     MA7&fNjB  
    2. 说明：光源 %XXjQ5p  
     q+lCA#Sx  
    x\G<R; Q  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 !VvM  
     因此，相干长度大于1m dmMrZ1u2  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 s-l3_210  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 F@ZB6~T~.  
    @,pn/[  
    >vuR:4B  
     ^j?"0|  
    3. 说明：光源 }</"~Kw!  
    ',6d0>4 *  
    pWb8X}M  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 VB4ir\nF  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 rFto1m  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 1.a:iweN  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Mo4igP  
    4. 说明：光学元件 3E8 Gh>J_  
    " _TAo  
    TZObjSm_v  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 c>#3{}X|x%  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 z_Pq5  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 3 gW+|3E  
     透镜材料为N-BK7。 Q1DiEg  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 o~VZ%B  
     BR~+CBH  
    }y%mG&KSz  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $oi8 <8Y  
     (abtCuZ8z  
    DM{Z#b]  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 NcIr; }  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 G-DOI  
    Ys@\~?ym+  
    6. 分光器的设置 )79F"ltz h  
    kg$w<C@#"  
    v&"sTcS|  
    +?0r%R%\  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 er>@- F7w  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 u9ue>I /  
     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 VQ4rEO=t  
    K- TLzoYA  
    7. 合束器的设置 <\?dPRw2>  
    ^ }|$_  
    twql)lbx  
    8fQXif\z  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 28 ;x5m)N  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 q&: t$tSS  
    nD{{/_"'  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 PtOYlZTe?  
    B|- W  
    5Ja[p~^L  
     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)。 ?#u_x4==e  
    应用示例详细内容 = /=?l  
    仿真&结果 U~<~>^[  
    bHmn0fZ9  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Xm^/t#  
    !JPZ7_nn  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 /#e-x|L  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    X@@7Qk  
    t~ z;G%a  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 |`@7G`x  
    c.;<+dYsm*  
    "'U]4Z%q!  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 HJOoCf  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 S~.%G)R  
     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。
    m%i!;K"{s  
    E <h9o>h  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 A55F* d  
    !F# ^Peb  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 #(r1b'jfP  
     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°。 [J43]  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 pt9fOih[  
    ROr|  <  
    4. 对准误差的影响：元件平移 0|`iop%(n  
    3 >G"&T{  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 `5t CmU  
     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。 {3\{aZ8)  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _S6SCSFc  
    rA1;DSw6E[  
    -! :h]  
    5. 总结 )F%zT[Auph  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 r$;u4FR  
    n,%/cUl  
    4. 仿真 +ZPn[|  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 }wV/)Oy[  
    @i@f@.t  
    5. 计算 WlnS.P\+E  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 '=>l& ;  
    C: a</Sl  
    6. 研究 e2M jV8Bs  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 B3V+/o6  
    H@ .1cO  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 hg}R(.1K=  
    {$)pkhJ  
    扩展阅读 O ftjm X_  
    {@T<eb$d  
    1. 扩展阅读 'Rw*WK  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =1% <  
    1Et{lrgh f  
     开始视频 u#v];6N  
    - 光路图介绍 q%8Ck)xz  
    - 参数运行介绍 # l-/!j  
    - 参数优化介绍 {A8w~3F  
     其他测量系统示例： km9@*@)  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Mg=R**s1x%  
    teg[l-R"7z  
    e^Glgaf  
    QQ：2987619807     uZ(,7>0  
     
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