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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) iP2U]d~M  
    B"7$!Co  
    应用示例简述 3?.6K0L  
     =>HIF#jU  
    1. 系统说明 ,D:iQDG^  
     yEE|e&#>  
    光源 v;K{|zUdB  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Pbc`LN /s|  
     元件 ?nB he lW^  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 W3FymCI  
     探测器 :5r:I[FFy  
    — 干涉条纹 2dv|6p  
     建模/设计 yonJd  
    — 光线追迹：初始系统概览 YnKFcEJrT  
    — 几何场追迹加(GFT+)： bs:C1j\&  
     计算干涉条纹。 <FXQxM5"  
     分析对齐误差的影响。 p#ZMABlE,P  
     TvQWdX=  
    2. 系统说明 Z|]l"W*w  
     [P.@1mV  
    参考光路 C*"Rd   
    vs5 D:cZ}  
    3. 建模/设计结果 F6RyOUma  
     <'g0il  
    *raIV]W3  
    4. 总结 wlm3~B\64  
     j)6@q@P/  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Q.j-C}a  
     M3hy5 j(b  
    1. 仿真 sL!;hKK  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 &@mvw=d  
    2. 计算 ^JYF1   
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,$hQ(yF  
    3. 研究 K?z*3^^X;  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 j zxf"X-  
    2&^,IIp  
    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。 <ol$-1l#9  
     *D,v>(  
    应用示例详细内容 nG&w0de<>  
    系统参数 FiV^n6-F`  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 qg_>`Bv"a  
     N&R '$w  
     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。 5O;/ lX!u  
    jD&}}:Dj  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 U p]VU9z  
     oN1!>S9m  
    2. 说明：光源 "uV0Oj9:  
     :vn0|7W4  
    }e&KO?x+  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 9`nP(~  
     因此，相干长度大于1m J ,Qy`Y B  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Sa?~t3*H  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 "Qiq/"h  
    a}^!TC>%1i  
    sg!=Q+  
     B`RW-14g  
    3. 说明：光源 ^L*VW gi9  
    j8D$/  
    Og&0Z)%  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 = y,yQO  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 4wM$5  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 h=p-0 Mx .  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     dpc=yXg>"c  
    4. 说明：光学元件 ^>P@5gcoE(  
    ByB0>G''.  
    ;X9MA=b  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 oKMg7 3*  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 S`'uUvAA  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ,M+h9_&0?  
     透镜材料为N-BK7。 EmBfiuX  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Oy?iAQ+  
     :5q*46n  
    Z3u""oM/  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 *;\ K5  
     X*p:&=o  
    K|Ij71  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 nvUkbmZG#  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 Is,*qrl :  
    +Qb2LR  
    6. 分光器的设置 JydQA_   
    I5|S8d<  
    %_i0go,^  
    |)>GeE  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 R&-W_v+  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ;M(ehX  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 K{[Fa,]'  
    0ghwFo  
    7. 合束器的设置 !513rNO  
    *{4{<O<4  
    JOE{&^j  
    9g^./k\8%  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 < 8W:ij.`  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 @Ig,_i\UY:  
    ve_4@J)  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 P[|B WNei  
    [/2@=Uh-  
    tg m{gR  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 7UEy L }N  
    应用示例详细内容 []]LyWk  
    仿真&结果 >f9]Nj  
    |SJ% _#=i  
    1. 结果：利用光线追迹分析 eJwii  
    0ju wDd  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 (x*2BEn|  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Y;F,GxR}  
    N[?4yV2s  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 g275{2G9  
    fPuQ,J2=  
    -QHzf&D?  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 -iZjs  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 neMe<jr  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    >Gu>T\jpe.  
    SUQ}^gn]  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 a0v1LT6  
    {7MgN'4  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 (UiH3Q9C]%  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 t+Tg@~K2[>  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ysP/@;jC  
    @5nkI$>3z  
    4. 对准误差的影响：元件平移 "9Fv!*<-W  
    Z;> aW;Wt  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 (V |q\XS  
     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。 , ?s k J  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 C&MqUj"]  
    :ftyNaq'  
    qcoZ2VJ hh  
    5. 总结 uC$4TnoQx.  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (fjXp75  
     9%hB   
    4. 仿真 f \%X 7.  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 :$@zX]?M  
    (h(ZL9!  
    5. 计算 orN2(:Ct7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5D@Q1   
    SEn8t"n  
    6. 研究 Mh@ylp+q  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 } jy7,+  
    }lbx  
    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。 !"qEB2r  
    j1C0LP8  
    扩展阅读 bsS| !KT  
    5;%xqdD  
    1. 扩展阅读 O9 r44ww  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 J'&? =|  
    k/f_@8  
     开始视频 _rWXcK3cjr  
    - 光路图介绍 wB 0WR  
    - 参数运行介绍 ToCfLJ?{  
    - 参数优化介绍 H H7 gT  
     其他测量系统示例： JSP8Lu"n  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) (Y?yGq/  
    x-P_}}K 79  
    uqH! eN5  
    QQ：2987619807     8XXTN@&,  
     
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