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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) VNKtJmt  
    ~Y=v@] 2/  
    应用示例简述 Hrb67a%b  
     7q_B`$ata  
    1. 系统说明 Y"J' 'K  
     V'[Lqe,y  
    光源 ux-puG  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 0< i]ph  
     元件 $#q:\yQsPC  
    — 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 d8l T+MS=  
     探测器 :oRR1k  
    — 干涉条纹 )*j>g38?  
     建模/设计 'n1-?T)  
    — 光线追迹：初始系统概览 bvVEV  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Af'L=0  
     计算干涉条纹。 qfF/X"#0  
     分析对齐误差的影响。 fB .xjp?  
     !ho~@sc{W  
    2. 系统说明 <_X`D4g]XO  
     5\hJ&  
    参考光路 (J!FW(Ma|=  
    =3KK/[2M  
    3. 建模/设计结果 u~kfz*hz  
    .Pz( 0Y  
    <HReh>)[  
    4. 总结 <G d?,}\  
     tl.I:A5L  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $"V gN ynq  
     \1k(4MWd  
    1. 仿真 hEG-,   
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 |g o jb  
    2. 计算 .m',*s<CMQ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (?luV#{5  
    3. 研究 v.eNWp  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Yc5{M*w  
    W*D]?hXU;  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 P(H,_7 4  
     pVuJ4+`  
    应用示例详细内容 Jxyeh1z qB  
    系统参数 Z^P]-CB|6A  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Dm=d   
     _,S L;*G4|  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 8#NI`s*  
    M]\p9p(_  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 m@Ziif-A  
     WD"3W)!  
    2. 说明：光源 2.Kbj^  
     \W"N{N  
    'g3!SdaLF  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 [A@K)A$f  
     因此，相干长度大于1m hXxgKi%  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 UG)XA-ez  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 4Ji6B)B  
    +4[L_  
    S4n ~wo  
     *k&yD3br-V  
    3. 说明：光源 H l'za  
    N$Pi4  
    z|';Y!kQ  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 I/whpOg  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 B@R3j  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 x3X^\ Ig  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     94 2(a  
    4. 说明：光学元件 QG~4 <zy  
    aT v  
    ?Hb5<,1u3  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 I-@A{vvPK  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 BvXA9YQ3  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 l4 @  
     透镜材料为N-BK7。 <"Ox)XG3]W  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 `# N j8  
     K^H{B& b8  
    Dgb@`oo  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 QKj8~l(  
     ~Ibq,9i  
    |sQC:y>  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 zQ;jaS3 hf  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [2]Ti_ >D  
    ;S+UD~i[Bu  
    6. 分光器的设置 i_ha^mq3  
    6qCRM*V  
    ]n8 5.DF  
    -vRZCIj!  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 zz4TJ('  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 H9@24NFb  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 X/=*o;":  
    ,BUDo9h  
    7. 合束器的设置 sj"zgE)  
    hKZ<PwBi  
    ;WF3w  
    NU>'$s  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 4Nz@s^9  
     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。 S;!l"1[;  
    8uj;RG  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 {P/5cw  
    MLu@|Xgh  
    ;y"=3-=vM"  
     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)。 8'niew 5d  
    应用示例详细内容 PRR]DEz  
    仿真&结果 %OI4}!z@l  
    NuL.l__W  
    1. 结果：利用光线追迹分析 -y@# ^SrJ  
    ,*y\b|<j  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 )D_\~n/5  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    *B$$6'hi`  
    OA_WjTwDs  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ,Pq@{i#  
    m$ubxI)  
    2{- };  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 kYwV0xQ  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 T-;|E^  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    _m;H$N~I#  
    #i t)  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ji8)/  
    &l&B[s6[  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 T@Q,1^?i  
     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°。 B7y^)/  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ><l|&&e-  
    =>y%Aj&4  
    4. 对准误差的影响：元件平移 dKG2f  
    bhqV2y*'  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 AW6"1(D  
     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。 EG7.FjnVu  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _? aI/D  
    JBvMe H5  
    r+yl{  
    5. 总结 $,s"c(pv[,  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 y)Y0SY1\j  
    vrGx<0$  
    4. 仿真 r_p4pxs  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 x/)o'#d$|l  
    _e9S"``  
    5. 计算 {&I3qk2(  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 dPVl\<L1  
    t>Ot)d  
    6. 研究 R9-Ps qmF  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 z:Q4E|IX  
    20NotCM  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 '1f:8  
    Bh%Yu*.f  
    扩展阅读 @pn<x"F5'  
    &3_S+.JO  
    1. 扩展阅读 usFhcU  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 fxcCz 5  
    A4|L;z/A[h  
     开始视频 +{7/+Zz  
    - 光路图介绍 1dE |q{  
    - 参数运行介绍 k X1#+X  
    - 参数优化介绍 KhWt9=9  
     其他测量系统示例： 7hq$vI%0  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) iN]#XIQ%  
    $I$ B8  
    `%5~>vPS  
    QQ：2987619807     c_RAtM<n  
     
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