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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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    光券
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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) (;o*eFC F  
    tR`S#rk  
    应用示例简述 RpQ*!a~O  
     "|LQK0q3  
    1. 系统说明 <Q`&o@I  
     Rmh*TQu  
    光源 +!>LY  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ]Bu DaxWN  
     元件 :F|\Ij0T  
    — 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 =TcOnQj  
     探测器 &H;8QZ8uw  
    — 干涉条纹 4be> `d5j  
     建模/设计 2YQ#-M  
    — 光线追迹：初始系统概览 @h-T:$  
    — 几何场追迹加(GFT+)： w-FnE}"l  
     计算干涉条纹。 v+q<BYq  
     分析对齐误差的影响。 Y5TS>iEE]  
     N)OCSeh  
    2. 系统说明 ?9?4p@  
     W}gVIfe  
    参考光路 }Jxq'B  
    a+(j ?_FyI  
    3. 建模/设计结果 *re 44  
    r#h {$iW  
    t{(Mf2GR1  
    4. 总结 D u_$C[  
     }""p)Y&  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8]*Q79  
     iz x[  
    1. 仿真 c>MY$-PD  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 )mD \d|7f  
    2. 计算 #tz8{o?ebN  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qzdaN5  
    3. 研究 Qilj/x68  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 V9jFjc?  
    9+VF<;Xw  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 )+GX<2_  
     RK)l8c}  
    应用示例详细内容 p$OD*f_b  
    系统参数 $%}>zqD1  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪  q6)N*?  
     Q;gQfr"c7  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ,V2#iY.%}N  
    2]Fu 1  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 O]_={%   
     Y@:3 B:m#  
    2. 说明：光源 sFx$>:$  
     )+B=z}:Nfz  
    qRUCnCZs  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 mVrKz  
     因此，相干长度大于1m (-2R{! A  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 24|<<Xn  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ,?w!5N;iRO  
    jEE_D +K  
    N[ Q#R~Hn<  
     Em9my2oE  
    3. 说明：光源 :|($,3*  
    0~i qG  
    cUM_ncYOP  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 rG5i-'  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 U,ELqi\  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 GU#Q}L2  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     5=.7\#D  
    4. 说明：光学元件 % &+|==-  
    C zpsqTQ  
    scmto cm  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ,*w>z  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 |@q9{h7  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 /MqP[*L  
     透镜材料为N-BK7。 m`a>,%}P"  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 JchA=n  
     1l~.R#WG&  
    jqqaw  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 &08 Tns"  
     ZK!4>OuH`  
    q|/!0MU"  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 )_F(H)*  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 nYgx9Q"<om  
    B,:23[v  
    6. 分光器的设置 _we3jzMW  
    _32/WQF6  
    "1CGO@AXS  
    P69>gBZYD  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 /o'oF  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 L:Ed-=|Uw  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 w0\4Wa  
    YBeZN98Nt  
    7. 合束器的设置 Hq79/ wKj  
    WY3_7k8u  
    @ikUM+A {  
    P)4x   
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 @!,D%]8"  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 "&| lO|  
    ul}4p{ m[  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 8[f8k 3g  
    fg< ( bXC  
    ./2Z?,  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 s%hU*^ 8  
    应用示例详细内容 .;cxhgU  
    仿真&结果 +i2YX7Of  
    4h(jw   
    1. 结果：利用光线追迹分析 v5P*<U Ax  
    fWqv3nY^  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 S/KVN(Z  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Ae3,W  
    Cd$dn HVh  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 PV?1g|tYv  
    o8iig5bp  
    z^ YeMe  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Bd/} %4V\@  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 HIQ]"Hl  
     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。
    nmTm(?yE  
    ll 6]W~[ZC  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 jM{(8aUG  
    rwasH,+  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 G*8+h  
     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°。 ,s\x]bh  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Qd 9-u)L<  
    m*Q[lr=  
    4. 对准误差的影响：元件平移 0EcC  
    1kbT@  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 "``W6W-(  
     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。 &Bj,.dD/a  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 w++B-_  
    CM+F7#T?n  
    !hwzKm=%N  
    5. 总结 GMVC&^  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 G5y]^P  
    @>qx:jx(-S  
    4. 仿真 T b5$  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 *#ob5TBq[  
    -lJx%9>  
    5. 计算 $]Q*E4(kV9  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @&!=m]D*  
    e|2vb GQ  
    6. 研究 0BbiQXU  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 o|zrD~&$  
    7.w *+Z>z  
    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。 _"R3N  
    ~0' _K1(H  
    扩展阅读 b#?ai3E  
    $gj+v+%N  
    1. 扩展阅读 <M5{.`o  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 c4!c_a2pS  
    Q#yu(  
     开始视频 &hSnB~hi  
    - 光路图介绍 {ar5c&<  
    - 参数运行介绍 CF4Oh-f  
    - 参数优化介绍 yDu yMt#  
     其他测量系统示例： GFASF,+  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) kR`6s  
    | o;j0  
    \]L::"![?  
    QQ：2987619807     c<JM1  
     
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