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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) G7 1U7  
    CV s8s  
    应用示例简述 Yx6hA#7I  
     } <SNO)h3  
    1. 系统说明 V/J>GRjw  
     ;SfNKu  
    光源 |Dg;(i?  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) >[a FOA  
     元件 Q4X7Iu:  
    — 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 hF2/ y.:P  
     探测器 Am=wEu[b  
    — 干涉条纹 wDDxj  
     建模/设计 <D;MT96SG  
    — 光线追迹：初始系统概览 [!G)$<  
    — 几何场追迹加(GFT+)： NjbwGcH%\  
     计算干涉条纹。 'V&2Xvl%  
     分析对齐误差的影响。 (zY *0lN  
     8 4z6zFv?Q  
    2. 系统说明 X6xx2v%D  
     .Y!:x =e  
    参考光路 {1~9vHAZ  
    rnu e(t  
    3. 建模/设计结果 NH'iR!iGo  
    i|%5  
    hm3jpWi 8  
    4. 总结 `|]e6Pb  
     N0Gf0i>  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9mQ#L<Ps  
     ^ |aNG`|O  
    1. 仿真 ]c}=5m/  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 _F izgs  
    2. 计算 &s:=qQa1  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ;W0]66&  
    3. 研究  Vu [:A  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 84'?u m  
    Y;,Hzmbs6w  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ~Eq\DK  
     ('t kZt%8  
    应用示例详细内容 "x&3Z@q7  
    系统参数 kg3ppt  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 0O~p7D  
     )Pli})   
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 NhA#bn9y?  
    Q2eXK[?*  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ) r9b:c\  
     w>qCg XU3  
    2. 说明：光源 :tM?%=Q  
     c&f y{}10  
    Zn&k[?;Al  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ^mg*;8e Ga  
     因此，相干长度大于1m }E;F)=E  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 S$e Dnw~$  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 DZe}y^F  
    BDe]18X  
    'L{p,  
     %9o+zg? RJ  
    3. 说明：光源 t\r:E2 O  
    .#fPw_i  
    <C<`J{X0  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 i"HgvBHx  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 We}lx{E  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 O"*`'D|hK  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Q> 8pP\ho  
    4. 说明：光学元件 )`8pd 7<.  
    D|_V<'  
    NP/>H9Q2%  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 %6ub3PLw8  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 gLQ #4H  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 3]U]?h  
     透镜材料为N-BK7。 +y&d;0!  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 8~ #M{}  
     @(:v_l  
    )ofm_R'q*  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 pm US F #u  
     `qiQ$kz  
    nrpI5t.b  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 9vI]Lf P  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 0 mexF@  
    :?CQuEv-  
    6. 分光器的设置 6T+  
    /N)5 3!LT  
    ,P6=~q3k  
    z^W$%G  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 },c,30V'  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 O8|*M "  
     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 C+%K6/J(  
    [s` G^  
    7. 合束器的设置 0{) $SY  
    v-`h>J!Nx  
    jm3G?Vnq  
    GXX+}=b7qO  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 V U~Dk);Bv  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 /#S>sOg2xq  
    8o-bd_  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 'v&}(  
    sR=/%pVN  
    cxP6-tV%  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 #S5`Pd!I  
    应用示例详细内容 n56;m`IU  
    仿真&结果 >dQK.CG  
    4MW ]EQ-  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Zk? =  
    hI|)u4q  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 x<B'.3y  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    uDuF#3 +"  
    .g% Y@r)=5  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 #^rU x.  
    Sm|(  
    z4 M1D9iPY  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Llz[ '"m  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 rdJB*Rlkh  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    {G*QY%j^  
    or_+2aG  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Z1,gtl ?  
    d^V$Z6* ]  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ?tYpc_p#  
     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°。 y79qwM.  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 y' xF0  
    |4b)>8TL/  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ?Zcj}e.r  
    w+AuMc  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 #a9_~\s  
     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。 $v27]"]  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 3/goCg  
    k#)Ad*t  
    &%F@O<:  
    5. 总结 rPiNv 30L  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 q<{NO/Mm  
    O\beKBT;  
    4. 仿真 F 3RB  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 jqcz\n d  
    cFZCf8:zB  
    5. 计算 i~yX tya  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \t.}-u<7{  
    (> "QVxr  
    6. 研究 ]/dVRkZeAE  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 kE)!<1yy2  
    %c/^_.  
    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。 d;G~hVu  
    ?nFO:N<  
    扩展阅读 Ax<\jW<  
    mLwY]2T"  
    1. 扩展阅读 sQ1jrkm  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 eaZQ2  
    Nhf~PO({&  
     开始视频 l";'6;g  
    - 光路图介绍 +m$5a YX  
    - 参数运行介绍 jBtj+ TL8  
    - 参数优化介绍 WjMRH+  
     其他测量系统示例： 79 Bg]~}Z  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 1]OSWCEm*[  
    }NmNanW^  
    45+{nN[  
    QQ：2987619807     ;e s^R?z  
     
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