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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) O _ C<h  
    4bCA"QM[[  
    应用示例简述 *knN?`(x  
     8J#xB  
    1. 系统说明 `$Um  
     Ee_?aG e&  
    光源 tPa( H;  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) o|u4C{j  
     元件 LF `]=.Q  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 T X iu/g(  
     探测器 fW Pa1E@  
    — 干涉条纹 V?Q45t Ae  
     建模/设计 "n{';Q)  
    — 光线追迹：初始系统概览 TMD\=8Na  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ySI}Nm>&=  
     计算干涉条纹。 u$CN$ynS  
     分析对齐误差的影响。 9B![l=Gh  
     _u""v   
    2. 系统说明 rizjH+  
     yZ!~m3Q  
    参考光路 _k : BY  
    2 FoLJ  
    3. 建模/设计结果 xbxzB<yL  
    Y}xM&%  
    p Hx$  
    4. 总结 Zn0a)VH%  
     uF|Up]Z G  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [NJ2rQ/w7  
     H0 Z o.Np  
    1. 仿真 !4!qHJISa  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 1;KJUf[N  
    2. 计算 *|j4>W\J  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 H5#]MOAP  
    3. 研究 tK@7t0  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 RT3(utwO  
    (&87 zk  
    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。 |Xm$O1Wa  
     r*8a!jm?  
    应用示例详细内容 dl3;A_ 2  
    系统参数 ]%I\FefT  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 R!%HQA1U  
     wd32q7lGo1  
     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。 4DDBf j  
    yY!)2{F+  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 00'SceL=`  
     pouXt-%2X  
    2. 说明：光源 <KK.f9^o(  
     $m~&| s  
    *5 9|  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 `1n^~  
     因此，相干长度大于1m r~JGs?GH  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 CS(XN>N  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 9BpxbU+L;  
    tl{{Vc[  
    q5S_B]|  
     <wb6)U.  
    3. 说明：光源 6$:Q]zR#'H  
    IiRQ-,t1  
    "f<gZsb  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 L1I1SFG  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 {$Uj&/IC  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 bM5V=b_H  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     _&\'Va$  
    4. 说明：光学元件 yH]Q;X '  
    < qab\M0W  
    +c!HXX  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 V_ , `?>O  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 K?[Vz[-Fc  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 2}XRqa.|  
     透镜材料为N-BK7。 3uxf n=E  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。  oJ*,a  
     T@{ab1KV  
    $Zo|t a^  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $M4Z_zle)  
     KM)f~^  
    hu} vYA7ZH  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 9B;WjXSe  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [zm@hxym  
    ?;htK_E\*  
    6. 分光器的设置 N?-ZvE\C  
    *k_<|{>j(  
    Nu?A>Q  
    +ctU7 rVy  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ^'`(E_2u  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 i ]8bj5j{  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 VD@$y^!H  
    @VW1^{.do^  
    7. 合束器的设置 (y6q}#<  
    G/FDD{y  
    $:oC\K6  
    ~Gmt,l! b  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ZiQ<SSo:  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 )D#}/3s  
    4H,c;g=!  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 \-]tvgA~&  
    Xe_djy'8  
    GTTEg{  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 (B$>o.(JA  
    应用示例详细内容 -6I*k |%8T  
    仿真&结果 T30fp  
    ;92xSe"Ww  
    1. 结果：利用光线追迹分析 8rS;}Bt  
    %L]sQq,  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ]NBx5m+y@i  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ^7? WR?!  
    [^ r8P:Ad  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 [t3 Kgjt  
    "ldd&><  
    (pv}>1  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 b?KdR5  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 /3rNX}tOMH  
     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。
    wG7>2*(  
    w.aEc}@(^  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 gsEcvkj*  
    &dWGa+e  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 t bR  
     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°。 F.aG7  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 1aIGC9xQ`  
    YJHb\Cf.  
    4. 对准误差的影响：元件平移 $ -<(geI  
    +x`pWH]2  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 1;c>#20  
     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。 % JiF269  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 s#aj5_G  
    "u4x#7n|  
    #[x*0K-h  
    5. 总结 :vEfJSA 1<  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 sCY  
    k*6"!J%A  
    4. 仿真 5vR])T/S0  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 cMT:Ij];  
    T}msF  
    5. 计算 X\H P{$fY_  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [o(!/38"@=  
    ^&mrY[;S  
    6. 研究 fgj$ u  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 B=n90XO |  
    r^msJ|k8[  
    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。 nj;3U^  
    Z8ivw\|M8  
    扩展阅读 b+ycEs=_  
    V[*>}XQER  
    1. 扩展阅读 S& IW]ffK  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 W/t,7lPFb  
    D]"W|.6@  
     开始视频 ;8&/JSN M  
    - 光路图介绍 3V^5 4_  
    - 参数运行介绍 yl@Nyu  
    - 参数优化介绍 LprGsqr:  
     其他测量系统示例： J!~kqNI  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) (n>Gi;u(R  
    $)KODI>|  
    wy:Gy9\  
    QQ：2987619807     sm{0o$\Z  
     
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