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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) N?#L{Yt  
    F7w\ctUP  
    应用示例简述 v$x)$/]n  
     7J`v#  
    1. 系统说明 -|s% 5p|  
     d(d3@b4Ta  
    光源 J}4RJ9  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Wd(|w8J{a  
     元件 8 $H\b &u  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 PY4a3dp U  
     探测器 VKu_ l  
    — 干涉条纹 s?;V!t  
     建模/设计 7mv([}Va  
    — 光线追迹：初始系统概览 >gq=W5vN(  
    — 几何场追迹加(GFT+)： IG;= |  
     计算干涉条纹。 EbVC4uY  
     分析对齐误差的影响。 hCc%d$wVk  
     Q>;Aq!mr=  
    2. 系统说明 j jv'"K2  
     w)qmq  
    参考光路 r4gLoHD)  
    vl}}h%BC  
    3. 建模/设计结果 U8HuqFC  
    P,F5Hf  
    !B{(EL=g  
    4. 总结 TV_a(#S   
     `:m=rT_  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s(s_v ?k  
     9^C6ZgNS  
    1. 仿真 ;Z;` BGZJ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 A,4} $-7  
    2. 计算 [AD%8 H  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 'Cz]p~oF  
    3. 研究 ^ yF Wvfh4  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 >Rdi]:]Bv  
    6 !fq658  
    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。 wa&:86~l?  
     [Q6$$z92Q  
    应用示例详细内容 Oq3t-omXS  
    系统参数 V1G5Kph  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 6"rS?>W/mO  
     nHfAx/9!  
     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。  s-&i!d  
    ygQAA!&']  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 u V'C_H  
     MC B2  
    2. 说明：光源 l#w0-n%S  
     6/(Z*L"~6k  
    9NU-1vd~  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 1.~^QH\p?3  
     因此，相干长度大于1m (V/! 0Lj  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 #0#6eT{-  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 t)(>E'X x  
    v"J|Ebx  
    NB(  GE  
     RzLeR%O  
    3. 说明：光源 A v/y  
    q^@*k,HG  
    Lr"`OzDz  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 RcI0n"Gi_  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 (t,|FkVLV  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 *iPBpEWC  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     x^pHP|<3`  
    4. 说明：光学元件 5(Xq58nhxI  
    RT9%E/m  
    _.,"`U; H  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 %.{xo.`a[  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 X%B2xQM 5  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 2qKAO/_O  
     透镜材料为N-BK7。 U/rFH9e$  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 'sI @e s  
     |qq29dS?  
    h#|Ac>fz  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 HuD~(CI.  
     bGB5]%v,  
    e#tWQM3  
     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)。 #Z_f/@b  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 p!K]c D  
    ~~WX#Od*$  
    6. 分光器的设置 7{f{SIB  
    s! sG)AR.J  
    :Ui'x8yt  
    Lez]{%+.`[  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ` B+Pl6l)F  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 \&Oc}]  
     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 E0Kt4%b  
    Jqt|' G3  
    7. 合束器的设置 ]5eZLXM  
    T\T>\&nY+|  
    6uWPIM;  
    ^c>ROpic  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 uF-Rl## >  
     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。 xEe3,tb'e  
    %TQ5#{Y  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 lMXLd91  
    7!8R)m^1[  
    TJ(vq]|&  
     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)。 'jU;.vZex  
    应用示例详细内容 %0eVm   
    仿真&结果 dxWG+S  
    D4QL lP  
    1. 结果：利用光线追迹分析 i}ti  
    xgB-m[Xi  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 "NO*(<C.R  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Jb` yK@x  
    f<2<8xS  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Csx??T_>r  
    ,6^V)F  
    _ ~E_#cNn  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 JuXuS  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 NE!]  
     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。
    ^9*Jz{e  
    .?-]+ -J?`  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 u]QG^1.qYe  
    mF] 8  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 5!^?H"#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°。 v@]\  P<E  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 iJ~e8l0CA  
    (C8r^m|A  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ln=:E$jX  
    DP7B X^e  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 *[wj )  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 {FNq&)#`  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 uze5u\  
    1ba* U~OEg  
    eop7=!`-~~  
    5. 总结 *Mr'/qp,  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !5h@uar  
    `}&}2k  
    4. 仿真 r#' E;Yx  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 }h`ddo  
    \dc*!Es  
    5. 计算 ^Dw18gqr=@  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 7W\aX*]  
    E,:E u<  
    6. 研究 u}IQ)Ma  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 sBm/9vu  
    WCZeY?_^c  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 LDv>hzo  
    +%RB&:K7,  
    扩展阅读 v?(9ZY]  
    8 n)3'ok  
    1. 扩展阅读 gpzZs<ST  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 )Aa  h  
    ?o6\>[O  
     开始视频 s~MCt|a  
    - 光路图介绍 23WlUM  
    - 参数运行介绍 wZ =*ejo  
    - 参数优化介绍 "?TKz:9r  
     其他测量系统示例： 7[u$!.4{*  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) #^&.*' z%z  
    xSoXf0zq:  
    j*}2AI  
    QQ：2987619807     dsUY[X-<6  
     
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