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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) f30J8n"k  
    necY/&Ld-  
    应用示例简述 u=0O3-\h  
     k ]NZ%.  
    1. 系统说明 =\6)B{#T  
     `O6#-<>  
    光源 9[qOfIny  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) }StzhV{GS  
     元件 :{a< ~n`  
    — 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 pX%:XpC!h  
     探测器 IWE([<i}i[  
    — 干涉条纹 h:fiUCw  
     建模/设计 _*~F1% d  
    — 光线追迹：初始系统概览 aMI;; iL^  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ox&5} &\  
     计算干涉条纹。 _=$~l^Y[  
     分析对齐误差的影响。 l>\EkUT  
     4K^cj2 X  
    2. 系统说明 SXw r$)4_  
     lgews"  
    参考光路 yv-R<c!'  
    uq3pk3 )W9  
    3. 建模/设计结果 k>ErD v8  
    O1v)*&NAI  
     u 8o!  
    4. 总结 m]?Z_*1  
     IRbyW?/Xv  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 rf0Z5.  
     CA#g(SiZ  
    1. 仿真 llZU: bs  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 hwGK),?"+  
    2. 计算 eKr>>4,-P  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qe.QF."y  
    3. 研究 :-{"9cgF R  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 }sxs-  
    (}b~}X9  
    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。 XH%pV  
     e=9/3?El  
    应用示例详细内容 oEX,\@+u  
    系统参数  ]~;*9`:  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 lfAy$qP"}  
     ,g?ny<#o  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 l`\L@~ln  
    qlcd[Y*B  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 })O S2F  
     yepRJ%mp  
    2. 说明：光源 mW{;$@PLF"  
     Fizrsr 6%  
    \hX,z =  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 bkJ bnW=  
     因此，相干长度大于1m |it*w\+M  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 !EIH"`>!  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 04U|Frc  
    ~k34#j:J65  
    uL)MbM]  
     [6TI_U~  
    3. 说明：光源 tEL;,1  
    j#f/M3  
    3.YH7rN  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 wwl,F=| Y  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 )FwOg;=3M"  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 SGl|{+(A  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     R"OT&:0/  
    4. 说明：光学元件 4&NB xe  
    Mg\588cI  
    KJFQ)#SW!  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Qb@j8Xa4[  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ),{3LIr  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 #N`'hPD}  
     透镜材料为N-BK7。 @ fMlbJq  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 0c>>:w20D  
     r^"o!,H9q  
    b!g)/%C  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 aKMX-?%t4  
     ~"S5KroN  
    #xmiUN,|  
     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)。 ?e-rwaW  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 *?Eu{J){7%  
    cPIyD?c  
    6. 分光器的设置 GYw/KT~$  
    &K]|{1+  
    .:H'9QJg  
    O#igH  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 }|h-=T '  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 {Q/@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 f@Mku0VT  
    ;2h"YU-b  
    7. 合束器的设置 NH/jkt&F[  
    leHKBu'd  
    _x5-!gK  
    B#."cg4VR  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 (a!E3y5,  
     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。 F@/syX;bb5  
    8;=?F>]xn  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 &h[)nD  
    W9cvxsox  
    L\Oxyi<{  
     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)。 3znhpHO)  
    应用示例详细内容 I-.? qcy~  
    仿真&结果 b c .Vy  
    iP7KM*ks  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ^ &KH|qRrO  
    ~i^,Z&X:  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 mp3Dc  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    N0fE*xo  
    j5Yli6r?3-  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 JF &$'  
    ve#[LBOC8  
    )P1NX"A  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 >&<D.lx  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 !4F@ !.GG!  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ICoZ<;p  
    tSDp>0yZ3  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 oi3Ix7  
    UL7%6v{'*  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 TuMZHB7h;  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 XSZjuQ<[3  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 7; }TNK\+v  
    w*SFQ_6YE  
    4. 对准误差的影响：元件平移 r~;.8qs  
    VAxk?P0j6  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 0A ~f ^  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 QqY42hR  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Y!E| X 3  
    /-pop]L  
    (K"t</]  
    5. 总结 y(#F&^|  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p|Fhh\,*`X  
    qfY=!|O  
    4. 仿真 _ )^n[_E  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Qe/=(P<  
    ;+qPV7Z  
    5. 计算 Dc> )js|"  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 I(WND/&  
    A%M&{S'+|X  
    6. 研究 `|JQ)!Agx  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ?yz}  
    5Q72.4HH  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 Q^V`%+  
    d>4e9M "  
    扩展阅读 "=!QSb  
    h$zPQ""8  
    1. 扩展阅读 @p2dXJeR<  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 'E8dkVlI  
    M/sqOhg  
     开始视频 {_MU0=7c\  
    - 光路图介绍  WU,72g=  
    - 参数运行介绍 U7fE6&g  
    - 参数优化介绍 Pq7tNM E  
     其他测量系统示例： !r!Mq~X<=  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) I0jEhg%JZ  
    zZh`go02E  
    <F.Ol/'h  
    QQ：2987619807     v:T` D  
     
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