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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) \;%D;3Au  
    :WH{wm|  
    应用示例简述 n4?;!p<F  
     2U%t  
    1. 系统说明 pg!mOyn  
     {? yRO]  
    光源 EQnU:a  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) FoIK, MdJ  
     元件 `?:{aOI  
    — 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 w2$ L;q  
     探测器 4P C'7V=S  
    — 干涉条纹 )YCH>Za  
     建模/设计 D _\HX9  
    — 光线追迹：初始系统概览 zt((TD2  
    — 几何场追迹加(GFT+)： mj9|q8v{+  
     计算干涉条纹。 4o''C |ND  
     分析对齐误差的影响。 L9[m/(:y  
     `zs@W  
    2. 系统说明 ~+\A4BW  
     5m;pHgkb  
    参考光路 X:FyNUa  
    m:EYOe,w  
    3. 建模/设计结果 zBrIhL]95  
    zv1,DnkqF  
    +=`w  
    4. 总结 823y;  
     }zo-%#  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Jx3a7CpX  
     yl<=_Q  
    1. 仿真 YU87l  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 aF=;v*  
    2. 计算 WUDXx %  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5W{|? l{  
    3. 研究 1^Q!EV  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 TR?jT U  
    J(~xU0gd'  
    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。 G*v,-O  
     kSJ:4!lFU  
    应用示例详细内容 LGy!{c  
    系统参数 M~sP|Ha"+  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 8BIPEY -I?  
     4[0.M  
     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。 a`||ePb|W~  
    -r_Pp}s  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 < Lrd(b;  
     lZ+ 1 A0e  
    2. 说明：光源 WsM/-P1Y  
     :Ea ]baM"  
    Dx3Sf}G `  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 "MT{t><  
     因此，相干长度大于1m BW)t2kR&  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 (+\K  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 [yAR%]i-7  
    -}JRsQ+rgM  
    i];@e]   
     /3vj`#jD  
    3. 说明：光源 j%0 g *YI  
    9e 1KH'  
    B415{  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ,wra f#UdP  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 2wh{[Q2f  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 y /?;s]>b  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     *Oe;JqQkK  
    4. 说明：光学元件 -E!V;Tgc%U  
    rNHV  
    pQxi0/dp  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 7W#9ki1  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 j[1^#kE  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 jr5x!@rb  
     透镜材料为N-BK7。 =HvLuVc  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 _bq2h%G=8  
     @*LESN>T@t  
    xZ"kJ'C4}  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Q ?W6  
     }oTac  
    $VJ=A<  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 )@YrHS4  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 D#9W [6  
    0g(hY:  
    6. 分光器的设置 4a~9?}V:  
    QPa&kl  
    tU7eW#"w  
    <<![3&p#  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 <tTn$<b  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 2? 7a\s  
     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 U `"nX)$  
    A d7=JzV  
    7. 合束器的设置 J_mpI.^Bsf  
    9X{aU)"omQ  
    M:(k7a+[^  
    VuW&CnZ  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ^Sr`)vP  
     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。 Im_`q\i  
    Wc_Ph40C<_  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 M+^+u 1QQ0  
    i_&&7.  
    uEuK1f`  
     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)。 *%cI,}%   
    应用示例详细内容 r,b-c  
    仿真&结果 jX{lo  
    nmN6RGx  
    1. 结果：利用光线追迹分析 B|~\m ~  
    AuU:613]W8  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 gGdZ}9  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    o0Hh&:6!M  
    6i \b&  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 W"WvkW>-  
    @,sg^KB  
    BiHBu8<  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Wm.SLr,o0  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 s4}}MV3X  
     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。
    H1=R(+-s  
    (85F1"Jp  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 R m *"SG  
    +;z4.C{gM  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 '89D62\89  
     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°。 82V xk  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Ybx4 Up@  
    KFCzf_P!  
    4. 对准误差的影响：元件平移 )mZ`j.  
    ^yu^Du  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 7IZ(3B<87t  
     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。 jvm "7)h  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 4(YKwY2_L  
    OY`G_=6!N  
    !cE)LG  
    5. 总结 ( {zp$P}  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )CXJRo`j0  
    JT<Ia  
    4. 仿真 *RM#F !A  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^#%$?w>wI  
    J/wot,j^  
    5. 计算 ;Z.}~d6>!  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 %r~TMU2"  
    *Xl&N- 04  
    6. 研究 .6OE8w 1  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 O*yc8fUI  
    WFN5&7$W  
    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。 n2Ycq&O  
    ]b<k%  
    扩展阅读 qdj,Qz9ly  
    kS?!"zk>  
    1. 扩展阅读 8 s:sMU:Q  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 m2<sVTN`^  
    vM\8>p*U  
     开始视频 0VsrAV0  
    - 光路图介绍  D[]vJ  
    - 参数运行介绍 |n67!1  
    - 参数优化介绍 4"wuqr|o  
     其他测量系统示例： O2Rv^la  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Dw6Q2Gnv  
    Ql\{^s+  
    ='OPU5(;O  
    QQ：2987619807      i)8,u  
     
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