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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) y _6r/z^  
    @ }ZGY^  
    应用示例简述 NWeV>;lh9  
     X"wF Qa  
    1. 系统说明 a!&bc8J7  
     80dSQ"y  
    光源 z"9aAytd  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) FX cc1X/  
     元件 dWMccn;-m  
    — 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 Oxpo6G  
     探测器 C"(_mW{@  
    — 干涉条纹 p1C_`f N,  
     建模/设计 n&(3o6i'  
    — 光线追迹：初始系统概览 BF>T*Z-Ki  
    — 几何场追迹加(GFT+)： )7tV*=?Ic8  
     计算干涉条纹。 e#K rgUG  
     分析对齐误差的影响。 * q+oeAYX  
     LE<:.?<Z-  
    2. 系统说明 gfV]^v  
     \A` gK\/h  
    参考光路 $ V3n~.=  
    w 7Cne%J8  
    3. 建模/设计结果 dvC0 <*V  
     |h  
    bN]\K/  
    4. 总结 u}^a^B$  
     hkkF1 h  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 q/A/3/  
     ?0? x+  
    1. 仿真 <yis  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 HI}pX{.\  
    2. 计算 ,xm;JXJ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 D1oaG0  
    3. 研究 ~JIywzcf8  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 |~7+/VvI+  
    oXnC "y}0P  
    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。 t `N ">c"  
     b5lk0jA  
    应用示例详细内容 SJso'6 g  
    系统参数 [lmHXf@1C  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 (xI)"{   
     +8L(pMI4  
     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。 v(i1Z}*b  
    4he v ;  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。  JsZAP  
     &*Q|d*CP  
    2. 说明：光源 3?a0 +]  
      Oz"@yL}  
    W@R$' r,@O  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 oG|?F4l*  
     因此，相干长度大于1m _lP4ez Y  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。  ]2hF!{wc  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 0IoXDx  
    K,`).YK  
    R[mH35D/  
     L,s|gt v  
    3. 说明：光源 0"wbcAh)  
    (mD-FR@#  
    .WN;TjEg!  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 > gA %MT  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 GC5#1+fQ  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ~9`^72  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     +G3nn!g l4  
    4. 说明：光学元件 eONeWY9  
    4~]8N@Bii  
    2?#y |/  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 D=5t=4^H(  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ,kGw;8X  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 rf1wS*uU+  
     透镜材料为N-BK7。 EOd.Tyb!/  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 )A>U<n$h  
     1C5kS[!  
    y]~+`9  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 W TXD4}  
     1 $KLMW  
    H{Y5YTg]  
     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)。 V7K tbL#  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 nN_94 ZqS<  
    tk3<sr"IQ  
    6. 分光器的设置 "NX m\`8  
    S<2CG)K[  
     1pYmtr  
    L.I}-n  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 <{-(\>f!9  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 $v?! 6:  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 R:pBbA7E  
    6N)< o ;U  
    7. 合束器的设置 ul z\x2[Pf  
    s)o ,Fi  
    Mo/2,DiI5  
    &2<&X( )  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 fY,@2VxyfA  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 (DEL xE  
    c4qp3B_w  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ZH`K%h0  
    -Fok %iQ'5  
    x[.z"$T@  
     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)。 j]ln :?\  
    应用示例详细内容 1O'*X  
    仿真&结果 mvL0F%\.\  
    VFO&)E/-  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ]U^d1&k  
    =?`y(k4a  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I 1VEm?CQ  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    5u u2 _B_L  
    yG4LQE  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 !e#I4,fn  
    YjIED,eRv  
    &)"7am(S`  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 _]?Dt%MkD  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 p.TiTFu/  
     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。
    v,!Y=8~9  
    {Y@-*pL]  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^]sMy7X0IK  
    kb}]sj  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 nX.sh  
     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°。 4MF}FS2)  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 oX:1 qJrC  
    VT.{[Kl  
    4. 对准误差的影响：元件平移 $jm>tW&;  
    (&Tb,H)=  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 HA3SQ  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ad3z]dUZ9  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 .' N O~  
    C$..w80/1  
    bh;b` 5  
    5. 总结 thm3JfQt  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 qY~$wVY(  
    SFk11  
    4. 仿真 .5[LQR  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,TfI  
    Y4 ~wNs6  
    5. 计算 [nPzh Xs  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,d [b"]Zy  
    +O!M>  
    6. 研究 fFTvf0j  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 :'=~/GR  
    GFc  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 zhvk%Y:  
    e=F( Zf+1^  
    扩展阅读 XdIVMXLL\  
    E_gDwWot  
    1. 扩展阅读 RzY`^A6G6  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 7^t(RNq  
    z:Zn.e*$b  
     开始视频 7s fuju(  
    - 光路图介绍 L};;o+5uJD  
    - 参数运行介绍 .L(j@I t  
    - 参数优化介绍 #+ lq7HJ1  
     其他测量系统示例： <1 1Tqb  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ,, H$>r_;  
    #ZnX6=;X  
    vhquHy.qi#  
    QQ：2987619807     k\thEEVP0*  
     
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