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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;#Z/phix  
    MH|!tkW>:  
    应用示例简述 O)|{B>2r  
     +5(#~  
    1. 系统说明 (Nd5VuI  
     L{xCsJ3d  
    光源 '6*^s&H~  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ;RNU`I p  
     元件 9(k5Irv"'h  
    — 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 X $LX;Lv  
     探测器 8:c[_3w  
    — 干涉条纹  ~0 <?^  
     建模/设计 iTi]D2jC  
    — 光线追迹：初始系统概览 @O b$w1c  
    — 几何场追迹加(GFT+)： r(./00a  
     计算干涉条纹。 e_6VPVa  
     分析对齐误差的影响。 \v bU| a  
     l@ vaupg  
    2. 系统说明 dXgj  
     o*H j E  
    参考光路 8/X#thG  
    uev$5jlX  
    3. 建模/设计结果 _gZ8UZ)  
    dD@k{5  
    47s<xQy  
    4. 总结 1ipfv-hb6  
     9dl\`zlA*  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Vrl)[st!;I  
     i8A{DMc,U  
    1. 仿真 "HTp1  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 k@nx+fO}P  
    2. 计算 FHWzwi*u}  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Oz{.>Pjn^o  
    3. 研究 w7NJ~iy  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ~`M>&E@Y_/  
    U^<\'`  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 D@"g0SW4  
     N8.K[m  
    应用示例详细内容 txM R[o_  
    系统参数 c%-s_8zvi  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 z,/0e@B >  
     e R"XXF0u  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 5`CPaJT$  
    !<\"XxK+l  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 X^mv sY  
     AA&398F  
    2. 说明：光源 i1RU5IRy|j  
     VXEA.Mko  
    ;4<CnC**  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 gAt[kW< n  
     因此，相干长度大于1m ~#3h-|]*  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 c]:sk[u  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 v%c r   
    yyZ}qnbx]  
    OU+oS,  
     +tFm DDx=  
    3. 说明：光源 v#u]cmI  
    QF:">G  
    %Hdg,NH  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 MIo5Y`T  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 @ @$=MSN  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 g`~c|bx  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Qp8. D4^@3  
    4. 说明：光学元件 yU"lW{H@  
    j3 d=O!  
    M,1Yce%+}  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 2Wz/s 0`  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 41 sClC"  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 }m NP[L  
     透镜材料为N-BK7。 9hG)9X4  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 W tF  
     envu}4wU=e  
    yP2[!vYw  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 S%n5,vwE  
     5P_%Vp`B2  
    N\b%+vR  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 rq'Cj<=Zj  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 pQr `$:ga  
    hU=n>g>nx  
    6. 分光器的设置 .lrI|BH?z  
    +f/G2qY!t  
    =)5eui>{  
    j~!0n[F  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 z:f[<`,GT  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 H?tonG.^(  
     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 {`fhcEC  
    X}b%gblx  
    7. 合束器的设置 ^S!^$d*  
    ##VS%&{  
    ^6;n@  
    @2Xw17[f35  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 T'.U?G  
     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。 TTcMIMyLT  
    a>A29*q  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 + 5E6|  
    ") kE 1D%  
    C!xqp   
     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)。 q:N"mp<%  
    应用示例详细内容 4eapR|#T  
    仿真&结果 f h05*]r  
    lot7SXvK  
    1. 结果：利用光线追迹分析 *njdqr2c~  
    cl4`FU  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 NN1d?cOn  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    nokk! v/  
    *qKPZb~  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 FyYD7E  
    QXx<Hi^ /  
    %g7 !4  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 fis**f0  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Q#NXJvI  
     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。
    JmB7tRM8  
    $I&DAGV0  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 /CX_@%m}e=  
    1iBOf8  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 7z!|sPW](b  
     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°。 y7aBF13Kl  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Sz4YP l  
    _?Zg$7VJ  
    4. 对准误差的影响：元件平移 M@@l>"g@  
    xVHZZ?e  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 to~Ap=E  
     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。 '5zolp%St  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 PR?Ls{}p\  
    d dB}mk6  
    F VBuCi?W  
    5. 总结 UZsL0  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 SSO F\  
    $%!'c# F  
    4. 仿真 O#}T.5t  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 dWV.5cViP  
    FbB^$ ]*  
    5. 计算 ]kUF>Wp  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c!l=09a~a+  
    t_1(Ex  
    6. 研究 l<I.;FN^9@  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 v-u53Fy  
    |fX @o0H  
    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。 @]yd Wd  
    SQ7Ws u>T@  
    扩展阅读 -[A4B)  
    %>^CD_[eO  
    1. 扩展阅读 csP 5R3  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 vd`;(4i#X  
    ${\iHg[vZ  
     开始视频 :tclYX  
    - 光路图介绍 @-y.Y}k#$~  
    - 参数运行介绍 ^hPREbD+f  
    - 参数优化介绍 4DaLt&1  
     其他测量系统示例： >jxo,xz  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) `j+aAxJ=\  
    hh\}WaY  
    %5<uQc9  
    QQ：2987619807     $g? ]9}p  
     
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