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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) AF>J8V  
    \IbGNV`q  
    应用示例简述 kFW9@ !9  
     f+j\,LJ  
    1. 系统说明 %,E\8{I+  
     Q-_&5/G  
    光源 \m~ ?mg"#  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) MJd!J ]E6  
     元件 Lf{9=;  
    — 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 h.E8G^}@  
     探测器 KyK%2:  
    — 干涉条纹 Lqb9gUJ:U  
     建模/设计 )"q$g&  
    — 光线追迹：初始系统概览 p?2 \9C4  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 0qqk:h  
     计算干涉条纹。 qI"Xh" c?  
     分析对齐误差的影响。 <spVUp  
     $DeHo"mg7m  
    2. 系统说明 J wL}|o6  
     `h}fS4CO  
    参考光路 OaY.T  
    $n\{6Rwb  
    3. 建模/设计结果 L\)ssO uh  
    NKd}g  
    E*'sk  
    4. 总结 Gjf b<  
     (`\ DDJ[  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]1h W/!  
     ,c<&)6FU]  
    1. 仿真 6e0tA()F  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 FD:3;nUY7  
    2. 计算 <fg~+{PA&  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 m r"b/oM{  
    3. 研究 /N .xh  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 vVQwuV  
    #d2XVpO[0  
    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。 IcRA[ g  
     2wLnRP`*  
    应用示例详细内容 i x2V?\  
    系统参数 U{/d dCf7  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 _ p%=RIR  
     KT$Za  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 yuIy?K  
    {o1 vv+i  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 dt&m YSZ}  
     WxLbf +0o  
    2. 说明：光源 E/[>#%@i  
     O(x1Ja,&  
    1T&NU  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Rp.42v#ck  
     因此，相干长度大于1m UMtnb:ek  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 gQ90>P:  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 #&0G$~  
    |H-%F?<{  
    |i_+b@Lul  
     {txW>rZX  
    3. 说明：光源 y7pwYRY  
    @^P<(%p  
    ?APzb4f^W  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 c8z6-6`i0  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^UU@7cSi|G  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 WB)pE'5  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     tb$I8T  
    4. 说明：光学元件 Sc b'  
    u@&e{w~0  
    <pA%|]  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 x[u4>f  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 Me;XG?`  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 5@QJ+@j|  
     透镜材料为N-BK7。 (\8IgQ{  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 gq%U5J"x;J  
     ;|qbz]t2(  
    l4Au{%j\  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 /{6&99SJcc  
     jk (tw-B  
    |P_voht  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ]@Z[/z%~04  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ;Mw<{X-  
    "L4ZE4|)  
    6. 分光器的设置 / R-1s  
    i.Rxx, *?  
    K<wg-JgA  
    %-?k [DL6  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ZR]p7{8B  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 g)dKXsy(F  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 g"{`g6(+  
    \jmT#Gt`9  
    7. 合束器的设置 >o:y.2yCe  
    xe"A;6H  
    Ly46S  
    mUan(iJ  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 /07iQcT(  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 xiv8q/  
    `y3*\l  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 cqYMzS t  
    vRkVPkZ6|  
    _ <Ip0?N  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 _|r/* (hh  
    应用示例详细内容 ajCe&+  
    仿真&结果 /'4]"%i%3  
    GvzaLEo  
    1. 结果：利用光线追迹分析 %E8HLTEvl  
    <=~*`eWV  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 kfY. 9$(d  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    I*z|_}$  
    ,UYe OM2Ao  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 f4O}WU}l{s  
    5{gv \S1  
    7aS%;EU  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 <<DPer2  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 BN&eU'Dl]  
     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。
    fBb:J+  
    I p<~Y  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 yxtfyf|9 '  
    w1EB>!<;tj  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 e%km}mA  
     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°。 |w"G4J6ha  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 *5u3d`bW  
    }#q0K  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ')T*cLQ><  
    vL#I+_ 2  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 1! j^  
     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。 zh{I;~syh  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 lDL(,ZZS`  
    C1#f/o->  
    J8B0H1  
    5. 总结 5g`J}@"k  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 qgs:9V xF  
    .?5~zet#;  
    4. 仿真 33ZHrZ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;Kh[6{W  
    G?^w <  
    5. 计算 1@N4Y9o  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 DoNN;^H  
    ec,Bu7'8  
    6. 研究 29nMm>P.e  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 e#vGrLs.  
    cSBS38>  
    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。 CD. XZA[  
    ^jXKM!}-E  
    扩展阅读 Vp1Q^`a{G  
    _&N:%;9uD  
    1. 扩展阅读 </B:Zjn  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 5s%FHa  
    8PqlbLo1  
     开始视频 *'BI=* `  
    - 光路图介绍 .zy2_3:  
    - 参数运行介绍 7H4\AG\>  
    - 参数优化介绍 VVEJE$  
     其他测量系统示例： YkQ=rurE  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) )afH:  
    S"fqE%  
    E*yot[kj  
    QQ：2987619807     g2vt(Gf;  
     
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