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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) b<de)MG  
    F#X&Tb{  
    应用示例简述 *v[WJ"8@  
     *7C t#GC  
    1. 系统说明  iK$)Iy0  
     I_('Mr)  
    光源 _-&\~w  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) (bxSN@hp2  
     元件 M1^?_;B  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 1nb]~{l  
     探测器 7u!i)<pn  
    — 干涉条纹 8F(lW)An  
     建模/设计 ErK5iTSD  
    — 光线追迹：初始系统概览 {H+~4XG  
    — 几何场追迹加(GFT+)： #Mt'y8|}$  
     计算干涉条纹。 L'LZK  
     分析对齐误差的影响。 (PjC]`FK  
     84UH& b'n  
    2. 系统说明 d0y [:  
     {)j3Pn  
    参考光路 |1zoT|}q  
    wfQ 6J0  
    3. 建模/设计结果 t<M^/xe2  
    .7Zb,r  
    MzRws f  
    4. 总结 LfEeFF=#n  
     @vdBA hXk  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 bT<if@h-  
     {ZiJnJX  
    1. 仿真 :?%$={m  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 9k mkF,  
    2. 计算 rmS.$h@7 m  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v1Tla]d  
    3. 研究 0Ym+10g  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ?!=yp#  
    !63p?Q=  
    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 u>5H`  
     )?#*GMWU  
    应用示例详细内容 3-z; pk  
    系统参数 Tf/jd 3>  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 _KBN  
     hI.@!$~=  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 T 22tZp  
    @j*K|+X"  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 kH'LG!O  
     | +osEHC  
    2. 说明：光源 36mp+}R#  
     ~.99H  
    ]v&)mK]n=o  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 h>AK^fX  
     因此，相干长度大于1m .?T,>#R  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 yd#SB)&  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 qdkhfm2(K  
    Vmq:As^a  
    .J0s_[  
     U$+EUDFi3_  
    3. 说明：光源 q1!45a  
    7kX;|NA1  
    ;}v#hKC~  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 qxKW% {6o  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 coa+@g,w7#  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 m)l<2 `CM  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     0c6b_%Rd  
    4. 说明：光学元件 = F*SAz  
    DFDlp  
    1iNq|~  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 .S ZZT0Z  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 Jbv66)0M  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 f793yCiG  
     透镜材料为N-BK7。 L'(ei7Z  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 F/gA[Y|,gI  
     8t)5b.PS  
    ?8AV-rRX  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 |^l17veA@  
     HRQ3v`P.  
    in}d(%3h  
     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)。 ca )n*SD  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 9)P-<  
    e_U1}{=t  
    6. 分光器的设置 i7rO 5<  
    @8\7H'K"\  
    1jHugss9|  
    `Vph=`0  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Xy(8}  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 2bIP.M2Fs  
     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 8v{0=9,Z  
    ;t6)(d4z?  
    7. 合束器的设置 LtrE;+%2oz  
    ;og[ q  
    b}&2j3-n,  
    LDX>S*cL  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 9NXL8QmC8  
     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。 Dx1f< A1  
    E ^ub8  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 hCpX# rg?  
    !H)Cua)  
    Y8i'=Po%,  
     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)。 9:\#GOg  
    应用示例详细内容 U5[,UrC  
    仿真&结果 )By #({O  
    6h5DvSO  
    1. 结果：利用光线追迹分析 n]nb+_-97  
    V^S` d8?  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Nbyc,a[o  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    %[l#S*)~  
    Ca]V%g(  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 r &.gOC  
    pnTuYT^%)  
    (Ts#^qC  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Jxo#sV-  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 "|,;~k1  
     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。
    506AvD  
    cXDG(.!n7B  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 )@\Eibt2oH  
    ov xX.h O  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 1b` `y  
     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°。 QKP@+E_U  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Jf</83RZ  
    Au"7w=G`f  
    4. 对准误差的影响：元件平移 !'5t(Zw5  
    ^U;r>[T9h  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 LX%UkfA9  
     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。 TGuvyY  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 -~+Y0\%E  
    vyhxS.[9  
    uP.[,V0@^  
    5. 总结  b^dBX  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 o0B3G  
    :k&5Z`>)  
    4. 仿真 A< *G;  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 }"\jB  
    vVfIe5+OP  
    5. 计算 -<Oy5N  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 yv+DM`0  
    HUWCCVn&  
    6. 研究 K /A1g.$  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ^`f( Pg!  
    =N?K)QD`  
    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。 " ra C?H  
    @\)a&p]a  
    扩展阅读 6>e YG <y{  
    .!2Ac  
    1. 扩展阅读 ,/1[(^e  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =JDa[_lpN  
    -Izc-W  
     开始视频 w=}R'O;k  
    - 光路图介绍 P$hmDTn72  
    - 参数运行介绍 <&87aDYz  
    - 参数优化介绍 %:=Jr#a  
     其他测量系统示例：  gU%R9  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) =>u9k:('9  
    DcmRb/AP*  
    i9B1/?^W&  
    QQ：2987619807     MU#$tXmnC  
     
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