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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) uvc{RP  
    D_;n4<|.  
    应用示例简述 8=_| qy}l/  
     kl<B*:RqH  
    1. 系统说明 Bjrv;)XH  
     JnKbd~  
    光源 X9BBnZ  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) i{x0#6_Y  
     元件 9tW.}5V  
    — 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 i1H80m s  
     探测器 IgnY* 2FT  
    — 干涉条纹 ^T J   
     建模/设计 V5^b6$R@  
    — 光线追迹：初始系统概览 @%B!$\]  
    — 几何场追迹加(GFT+)： D0_x|a  
     计算干涉条纹。 vrEaNT$J-  
     分析对齐误差的影响。 C36.UZoc  
     K*i1! "w  
    2. 系统说明 rH_:7#.E  
     8$xKg3-3M  
    参考光路 hx;kEJ  
    h[)aRo  
    3. 建模/设计结果 &!EYT0=>p  
    s 7cyo ]  
    >WS& w;G  
    4. 总结 r{3 `zqo  
     >+LgJo R  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 cg5{o|x  
     v/6,eIz  
    1. 仿真 "ddH7:(k<  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 j24  
    2. 计算 6G})h!  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 '/*rCB  
    3. 研究 `G5wiyH})  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Y>m=cqR  
    JBJ7k19;  
    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。 3tcsj0Rb  
     P T.jR*  
    应用示例详细内容 #.t{g8W\C  
    系统参数 "$V2$  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 e{+{,g{iu  
     VYQbyD{V w  
     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。 g>-[-z$E3  
    `ha:Gf  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 RL)3k8pk  
     'i-O  
    2. 说明：光源 G&H"8REm  
     EQhV}9  
    Bj[/ tQ  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 PGhZ`nl  
     因此，相干长度大于1m e[dRHl  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 */e5lRO\  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 y5D?Bg|M  
    ?a9k5@s  
    meD (ja  
     YU,:3{9,  
    3. 说明：光源 fb;"J+  
    'U0I.x(  
    cY]Y8T)  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 /8HO7E+5  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 -d)n0)9  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4^^rOi0  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     O; sQPG,v  
    4. 说明：光学元件 yE9.]j  
    *03/ :q^(  
    )fL*Ws6  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 PCfs6.*5Mf  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 5z>\'a1U  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 I@M^Wu]wW  
     透镜材料为N-BK7。 wKbymmG  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 @&B!P3{f  
     9r#{s Y  
    #L$ I %L"  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 AwrK82  
     9X` QlJ2|  
    hyoZh Y  
     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)。 BF!zfX?n  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 N+75wtLy&  
    a $%[!vF  
    6. 分光器的设置 ;VRR=p%,  
    KHN ,SB  
    d vxEXy  
    ptQ (7N  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 (*BW/.Fq  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 -=IM8Dny  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 uJ\Nga<?  
    XCriZ|s  
    7. 合束器的设置 ~Xw?>&  
    Uroj%xN  
    f|0QN#$  
    #Q7$I.O]  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 sdD[`#  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ,+9r/}K]/  
    >#|Yoc  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ?!oa15  
    Y1\vt+`O  
    hspg-|R  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 D0i30p`  
    应用示例详细内容 8l0 (6x$  
    仿真&结果 |hoZ:  
    :5J6rj;_  
    1. 结果：利用光线追迹分析 eov-"SJB  
    NkI:  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I9>*Yy5RNS  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    yRkMR$5&  
    0g-ESf``{n  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 J3;KQ}F.I  
    e`F|sz]k"H  
    FG:BRS<m~  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 |lV9?#!  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 C<XDQ>?  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    d2sq]Q  
    BH a>2N  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 K/cK6Yr  
    q2vz#\A?  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 GGtrH~zx  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 e]?S-J'z  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 IOl"Xgn5  
    =)8fE*[s   
    4. 对准误差的影响：元件平移 D[M?27  
    / u6$M/Cf>  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 J7o?h9  
     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。 f4}6$>)  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 taaAwTtk?A  
    89mre;v`  
    eCD,[At/  
    5. 总结 U{(07GNm#  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8 GN{*Hg  
    puF Z~WZ  
    4. 仿真 7:'>~>'  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 1H7Q[ 2E  
    yG$@!*|  
    5. 计算 -74T C  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 }4%)m  
    " SqKS,J  
    6. 研究 Dj(7'jT  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 . *xq =  
    3HR]TQ%r  
    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。 *!@x<Hf<  
    W[<":NX2  
    扩展阅读 v*'\w#  
    ,5*xE\9G  
    1. 扩展阅读 :exuTn  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 E,yK` mPp^  
    (OQ @!R&  
     开始视频 q.{/{9  
    - 光路图介绍 #)}bUNc'  
    - 参数运行介绍 m]q!y3  
    - 参数优化介绍 KBA%  
     其他测量系统示例： 'PYqp&gJ  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) N\p]+[6  
    v=-3 ,C  
    ,s&~U<Z  
    QQ：2987619807     Uy|=A7Ad c  
     
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