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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) FDs^S)B  
    "M0l;  
    应用示例简述 =,8Eo"~\  
     VD&3%G!  
    1. 系统说明 r5da/*G/O  
     Il`k]XM  
    光源 )'dH}3Ba  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) C5PBfn<j  
     元件 >AX~c jo  
    — 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 O0(Q0Ko  
     探测器 yO,`"Dc_0  
    — 干涉条纹 n ,:.]3v%  
     建模/设计 -@V"i~g<e  
    — 光线追迹：初始系统概览 %x8`fm  
    — 几何场追迹加(GFT+)： I&fh  
     计算干涉条纹。 "zIq)PY  
     分析对齐误差的影响。 >g"M.gW  
     ck_fEF  
    2. 系统说明 bb/?02*)H  
     \pD=Lv9  
    参考光路 g_U~.?Db7  
    T\ }v$A03  
    3. 建模/设计结果 QT= ,En  
    3) c K*8#  
    46P6Bwobh  
    4. 总结 SM#S/|.]  
     ^0tf1pV2  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 K _+;"G  
     i$^B-  
    1. 仿真 X*9N[#wu6  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 SM /ykk  
    2. 计算 fxoi<!|iGY  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 kAB+28A  
    3. 研究 {29S`-|P  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 87pXv6'FQ  
    hKZ`DB4  
    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。 Cq*}b4^;  
     7}cDGdr  
    应用示例详细内容 UUMdZ+7  
    系统参数 9ze|s^  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 "ryk\}*<  
     v]{uxlh  
     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。 k8 ;uC~L  
    ) {  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 T<f\*1~^  
     :9F''f$AP  
    2. 说明：光源 ey\m)6A$  
     Ed^uA+D  
    <{cNgKd9  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 O%JsUKV  
     因此，相干长度大于1m LZc$:<J<6  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 wLOQhviI^-  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 "rx^M*"  
    8L -4}!~C  
    _))I.c=v  
     5`E`Kb+@  
    3. 说明：光源 h^A3 0f_x  
    V'"I9R'1  
    EzIs@}  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 3xzkZ8]/  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 WfRfx#MMt  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ;;?vgrz  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Ki/'Ic1  
    4. 说明：光学元件 )W`SC mr]  
    l 70,Jo?78  
    &v$,pg%-:  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 v. Xoq  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 -*|:v67C&  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 3T|Y}  
     透镜材料为N-BK7。 w!WRa8C  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 /}w#Jk4pD  
     zUs~V`0  
    4O`6h)!NQ  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 bR`rT4.F  
     LZM,QQ  
    )d +hZ'  
     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)。 @8=vFP'  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 G[3k  
    tx0Go'{  
    6. 分光器的设置 /Fv/oY  
    Z&FkLww  
    )RwBg8  
    2'wr={>W  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 4l&"]9D  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 E &7@#'l  
     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 Mlv<r=E  
    =s'XR@  
    7. 合束器的设置 4E=0qbt8  
    Mo}H_8y  
    xfq]9<  
    FXx.$W  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 {ITv&5?>  
     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。 8RdP:*HY  
    l80bHp=  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 =- $!:W~  
    Bx(yu'g|a  
    mEoA#U  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 YP[LQ>  
    应用示例详细内容 ],8;eq%W)  
    仿真&结果 }A{_L6qx  
    h|bqyu  
    1. 结果：利用光线追迹分析 cYGRy,'gH  
    FU%~9NKX  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 N-[n\}'  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    '#v71,  
    K7IyCcdB  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Wk@ eV\H71  
    _6;<ow  
    NB E pM  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 c~P)4(udT  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 D" L|"qJ  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ,I]7g4~  
    hwiKOP  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 I(pb-oY3!I  
    L 5+J ^  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 UL+E,=  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 eY T8$  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 \}Dpb%^\  
    1h2H1gy5I3  
    4. 对准误差的影响：元件平移 n ]w7Zj  
    2s 7mI'  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 9Uk(0A  
     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。 sltk@  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 \M9 h&I\7  
    B={/nC}G~  
    uJgI<l'|e3  
    5. 总结 pA<eTlH  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Q uB+vL  
    ~z5@V5 z  
    4. 仿真 =yo{[&Jz  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 RU6KIg{H  
    [g#s&bF  
    5. 计算 [OzzL\)3l  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lzEb5mg  
    [[w2p  
    6. 研究 |H 8^  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 q/$ GE,"  
    be7L="vZw  
    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。 t:>x\V2m  
    a5a1'IVq  
    扩展阅读 {7qA&c=  
    =L"^.c@  
    1. 扩展阅读 SET-8f  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 BEWro|]cM  
    j&WL*XP&5  
     开始视频 lV\lj@  
    - 光路图介绍 SG:bM7*1'  
    - 参数运行介绍 fD{II+T  
    - 参数优化介绍 ltoqtB\s  
     其他测量系统示例： 9x? B5Ap[  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) [![ G7H%f  
    H-(q#?:  
    Ea4_Qmn  
    QQ：2987619807     rnO0-h-;  
     
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