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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) [sACPn$f  
    Xqf"Wx(X  
    应用示例简述 ^ chlAQz(  
     "c1vW<;  
    1. 系统说明 Ya304Pjd  
     T-f+<Cxf  
    光源 .E[k}{k,  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) .:l78>f  
     元件 PN+,M50;1  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 cg0L(oI~  
     探测器 ag[yM  
    — 干涉条纹 B YNOgB1  
     建模/设计 89+m?H]K  
    — 光线追迹：初始系统概览 mY dU`j  
    — 几何场追迹加(GFT+)： *N< 22w  
     计算干涉条纹。 ^Q2K0'm5  
     分析对齐误差的影响。 7-6_`Q2}Y  
     )x?F1/  
    2. 系统说明 Kd7OnU  
     B6OggJ9Iq  
    参考光路 O:p~L`o>>  
    k<8:  
    3. 建模/设计结果 +%'0;  
    VEE:Z^U!  
    jpOi Eo  
    4. 总结 J cvK]x  
     CZ|Y o  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {#Mz4s`M  
     1u)I}"{W>  
    1. 仿真 @i6D&e=  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 V..m2nQj  
    2. 计算 Kax85)9u  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 -L1{0{Z  
    3. 研究 HO & #Lv  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 vseuk@>  
    [$-y8`~(  
    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。 {.Nt#l  
     _2U1$0xK  
    应用示例详细内容 GJ{]}fl  
    系统参数 ]#+fQR$!  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 *hFT,1WE=+  
     <@@.~Qm'  
     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。 g0_8:Gs}^  
    HQv#\Xi1  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 %J2u+K  
     !3?HpR/nV  
    2. 说明：光源 ,v>P05  
     Q 4_j`q  
    M0"xDvQ  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 u=RF6V|  
     因此，相干长度大于1m >(~; V;  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 q$>At} 4  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 F9-xp7 T  
    FW=oP>f]w  
    8;Yx a8ie  
     sh E>gTe  
    3. 说明：光源 e9N"{kDs6  
    ~{RXc+  
    M nH4p  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 V mKMj'  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 U1J?o #(  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 QTtcGU  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     b@z/6y!  
    4. 说明：光学元件 >k kuw?O@  
    ]NG`MZ  
    ),dXaP[  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 J?u@' "u  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 o;_v'  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 5A:b \  
     透镜材料为N-BK7。 |c dQJW  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 A;q}SO%b  
     f{k2sU*uBE  
    V 7%rKK  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 1i#M(u_  
     j`='SzVloW  
    `NyvJt^<  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 l#V"14y  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 |4ONGU*`E  
    [bH6>{3u  
    6. 分光器的设置 qL UbRp  
     ()=  
    UR:cBr  
    GC~Tfrf=r  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 jrZM  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 K"#np!Y)  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 IF$f^$  
    Et4gRS)\  
    7. 合束器的设置 8b[ ^6]rM  
    d7N}-nsB  
    j<Lj1 P3  
    1^b-J0  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 &v'e;W  
     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。 mJ)o-BV  
    ]fnc.^{  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 [8(e`6xePb  
    `N]!-=o  
    Ca0~K42~  
     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)。 K p ~x  
    应用示例详细内容 Z Z\,iT  
    仿真&结果 gj0gs  
    Jp=ur)Dj  
    1. 结果：利用光线追迹分析 DnMfHG[<  
    /P Qz$e-!Y  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 [wj&.I{^s  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    /{."*jK  
    Z)~.OqRw]  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 9EIHcUXe  
    j7?53e  
     ?; ZTJ  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 R0B\| O0Uv  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 *&Np;^~  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    MRMsw NQ  
    "M3R}<Vt  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 t,gKN^P_  
    <7~HG(ks  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 )+'FTz` c  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 /59jkcA+  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 =6y4*f  
    "7(2m  
    4. 对准误差的影响：元件平移 jeFX?]Q  
    rwWs\~.H  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 F.<sKQ&A  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 Y6~/H  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 w+)MrB-}  
    Rq-BsMX!A  
    j7IX"O%f\  
    5. 总结 z@R:~  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %5?qS`/c(  
    ] lE6:^V  
    4. 仿真 b)"bX}  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^oDCF  
    a/A$ MXZ_  
    5. 计算 ?W:YS82  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4D=p#KZ  
    zy"wQPEE  
    6. 研究 L  #c*)  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 i0; p?4`m  
    Z7a~M3VnZ  
    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。 00X~/'!  
    D/[(}o(  
    扩展阅读 r`Y[XzT9  
    mxt fKPb  
    1. 扩展阅读 .aTu]i3l_  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 iOXxxP%#  
    CV&+^_j'k  
     开始视频 In<L?U?([D  
    - 光路图介绍 \wwY?lOe  
    - 参数运行介绍 \ <b-I  
    - 参数优化介绍 COvcR.*0F  
     其他测量系统示例： ' P5t tI#|  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) :)hS-*P  
    JDeG@N$  
    +ExXhT  
    QQ：2987619807     "5:^aC]  
     
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