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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) r8$TT\?~  
     X'<xw  
    应用示例简述 ]y e &#  
     }% *g\%L  
    1. 系统说明 %cL:*D4oz  
     03T.Owd  
    光源 p,/^x~m3a  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) *q BZi;1  
     元件 ]Re<7_xt  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 1F/&Y}X  
     探测器 2} -W@R  
    — 干涉条纹 =\.|'  
     建模/设计 m`cG&Ar5  
    — 光线追迹：初始系统概览 2)YLs5>W%  
    — 几何场追迹加(GFT+)： b :00w["  
     计算干涉条纹。 mLSAi2Y  
     分析对齐误差的影响。 511q\w M  
     `1gsrHi4N  
    2. 系统说明 U$}]zaB  
     sBMHf9u  
    参考光路 o-_ a0j  
    ;d4_l:9p  
    3. 建模/设计结果 kCV OeXv  
    &V$R@~x  
    Uan ;}X7@  
    4. 总结 ececN{U/  
     ;Xns9  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .xx9tP}Xy  
     Nnw iH  
    1. 仿真 p*Cbe\  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 9viC3bj.o  
    2. 计算 ]3G2mY;`"%  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~ p.23G]x  
    3. 研究 -oj@ c OZ  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 apXq$wWq{D  
    '4iu0ie>D  
    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。 _kS us  
     827N?pU$)  
    应用示例详细内容 _F9 c.BH  
    系统参数 : SNp"|  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 G+ToZ&f@  
     4{V=X3,x  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 /dAIg1ra  
    @({65gJ*  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 tF 4"28"h  
     DIY WFVh  
    2. 说明：光源 > 01k u  
     ZHT.+X:_  
    Kf*+Ilq%L  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Lqt]  
     因此，相干长度大于1m kF ?\p`[a  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 AbB%osz}Ed  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 /CP1mn6H  
    .3[YOM7h  
    `k+k&t  
     &Z?uK,8  
    3. 说明：光源 B*{CcQ<5  
    &\A$Rj)  
    0R.@\?bhL  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 d%<Uh(+:  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 T SOt$7-  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4H'9y3dk  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Gh j[nsoC~  
    4. 说明：光学元件 cla4%|kq3Y  
    'uh6?2)wG  
    v^vEaB  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 83@+X4ptp  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 9T\:ID= h  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ']V 2V)t  
     透镜材料为N-BK7。 !cfn%+0  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Fw|5A"9'a'  
     Y!KGJ^.mF  
    ^'}Td~(  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 :)+cI?\#  
     ]5^u^  
    ZEB1()GB  
     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)。 W>Zce="_gN  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 : "UBeo<Z  
    ^T^fowt=r  
    6. 分光器的设置 yd2ouCUV  
    +!X^E9ra  
    C@K@TfK!M  
    e|`&K"fnq  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ydpsPU?wj5  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 CEwG#fZ  
     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  @521 zi  
    U!('`TYe  
    7. 合束器的设置 KNV$9&Z  
    uvT]MgT  
    k1X<jC]P  
    JMoWA0f  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 =!7yX ;|  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 Zcc6E2  
    `74A'(u_  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 K2&pTA~OR  
    ,#<"VU2bC  
    yHCBf)N7\  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 t&ngOF  
    应用示例详细内容 JTx&_Ok#  
    仿真&结果 Q+S>nL!*#1  
    )5hS;u&b  
    1. 结果：利用光线追迹分析 A\WgtM  
    C0'Tua'  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Jyvc(~x  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    d"$ \fL  
    9^`G `D  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Ry,jPw5<  
    k)'c$  
    8%Pjx7'<  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 \s [Uq  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 w+P bT6;  
     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。
    *Bc= gl$  
    g!4"3Dtdg  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Krz[ f  
    V"gnG](2l  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 |FH/Q-7[  
     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°。 A2]N :=  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ]kR 93  
     Q9{%  
    4. 对准误差的影响：元件平移 FD[* mCGZ  
    zf#V89!]C"  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 wOINcEdx  
     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。 K" Y,K  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 xj(&EGY:  
    A-uEZj_RD=  
    W&)O i ZN  
    5. 总结 TR| G4l?  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 sy4$!,W:  
    om|M=/^  
    4. 仿真 ACc.&,!IZ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 .BuY[,I+  
    C^]bXIb  
    5. 计算 ,0;E_i7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 UEt #;e  
    W.{#Pg1Da  
    6. 研究 -_v[oqf$  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 \%f4)Qb  
    }fUV*U:3  
    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。 -fn["R]  
    H;%a1  
    扩展阅读 xqX~nV#TB  
    %.[t(F  
    1. 扩展阅读 $D1Pk  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 1P@&xcvS\  
    =#SKN\4  
     开始视频 U5%EQc-"P  
    - 光路图介绍 e%o6s+"  
    - 参数运行介绍 P*Uu)mG)G  
    - 参数优化介绍  Jcy  
     其他测量系统示例： p~En~?<  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) tNoo3&  
    w*OZ1|  
    3;@t {rIin  
    QQ：2987619807     Wl?*AlFlk  
     
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