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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 正序阅读 楼主  发表于: 2020-11-23
    测量系统(MSY.0001 v1.1) JxMyeo%gv  
    {UV<=R,E  
    应用示例简述 rzYobOKd#  
     Ti9:'I  
    1. 系统说明 C{d 8~6  
     -@gJqoo>  
    光源 %~~z96(  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) v;N1'  
     元件 O&rD4#  
    — 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 kb>Vw<NtE  
     探测器 % +t  
    — 干涉条纹 Tv*1q.MB  
     建模/设计 0,"n-5Im  
    — 光线追迹：初始系统概览 mCC:}n"#  
    — 几何场追迹加(GFT+)： G>_42Rp  
     计算干涉条纹。 "FLD%3l  
     分析对齐误差的影响。 ]|((b/L3  
     X d19GP!  
    2. 系统说明 #um1?V  
     -Z/6;2Q  
    参考光路 Y7b,td1  
    [#,X$O>  
    3. 建模/设计结果 Gct&}]3pm  
    \U<F\i  
    j"D0nG,  
    4. 总结 \ eyQo>(  
     :) Fp B"  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 k #,Gfs  
     x]%4M\T``  
    1. 仿真 [X$|dOm'N  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 lo>-}xd  
    2. 计算 ]'1N_m]?  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [6RV'7`Abj  
    3. 研究 +lDGr/  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移  ycAi(K  
    [6/%V>EM  
    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。 &ls!IN  
     yaYIgG  
    应用示例详细内容 {%+3D,$)  
    系统参数 1=o(sIeA  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪  2U+z~  
     c@ZkX]g  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 =aCIaL&9Y  
    *~t$k56  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 yw3U"/yw  
     b3 %&   
    2. 说明：光源 P7BJ?x  
     [r~rIb%Zj  
    _uy5?auQ  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 z }b U\3!  
     因此，相干长度大于1m ;hfG$ {l;  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 hF=V ?\  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 1!v >I"]  
    ]B[/sqf  
    <g|nmu)o$  
     zx]M/=7,V#  
    3. 说明：光源 2AdHj&XE  
    zm)CfEF 8  
    xdTzG4  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 9OJ\n|,(  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 D^R! |K/  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 RAx]Sp Q-S  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     omUl2C  
    4. 说明：光学元件 DRB YH(  
    ow>[#.ua  
    8`LLHX1|  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ~E:/oV:4 >  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ['N#aDh.?  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 .n|3A3:  
     透镜材料为N-BK7。 ?'$. -z:  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 B=RKi\K6a  
     ?[>BssW  
    bl=*3qB  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )dN,b( w9  
     s7)# NT2  
    NYV0<z@M2M  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 G}hkr  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 |sZ9 /G7  
    ])ZJ1QL1  
    6. 分光器的设置 HIp {< M3  
    LM`tNZ1Fc!  
    K v>#  
    NNpa69U  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 >5@ 0lYhH  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 W!9f'Yn  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 TX5/{cHd  
    : w`i  
    7. 合束器的设置 6V_5BpXt  
    U>M>FZ  
    Mud\Q["  
    vR.6^q  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 8w@jUGsc  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 B(vz$QE,$r  
    E":":AC#  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 oO9iB:w  
    |c+N)F B  
    $HnD|_*  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 5<ya;iK  
    应用示例详细内容 *q 9$SDm  
    仿真&结果 O!cO/]<  
    _"e( ^yiK  
    1. 结果：利用光线追迹分析 %;XuA*e  
    I3=Sc^zz&V  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 K>p:?w  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    )t 7HioQ  
    Cr\/<zy1-e  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 X/D9%[{&  
    JG+o~tQC  
    [8g\pPQ  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 rlh6\Fa  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 (HgdmN%  
     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。
    w5G34[v  
     [ ^ \)  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 us *l+Jw,m  
    /]58:euR  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 SxQDqoA~  
     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°。 .3SjkC4I  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Z"&ODVP  
    R}mWHB_h"  
    4. 对准误差的影响：元件平移 pv.),Iv-68  
    |"&4"nwa  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 \e vgDZf  
     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。 pNme jz:  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 jS)-COk  
    gM]/Y6 *$b  
    3JO:n6  
    5. 总结 XSIO0ep  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Wl"fh_  
    6h"? 3w  
    4. 仿真 KUV{]?'  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 <1K: G/!  
    ( {62GWnn_  
    5. 计算 `l@t3/  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 u"3cSuqy  
    jh!IOtf  
    6. 研究 N^j''siB  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #.K&]OV/88  
    1KEPD@0oxx  
    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。 nsn,8a38  
    {i?K~| h  
    扩展阅读 J)~=b_'<  
    XX;%:?n  
    1. 扩展阅读 l)eaIOyk  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 :zZM&r>  
    ?["ZEa  
     开始视频 jF0BWPL  
    - 光路图介绍 4}b:..Ku  
    - 参数运行介绍 W# /Ol59  
    - 参数优化介绍 v:ZD}Q_  
     其他测量系统示例： dv>zK#!  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) g7ROA8xu  
    :\cJ vm  
    *gKr1}M  
    QQ：2987619807     e6/} M3B  
     
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