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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) |(fWT}tg  
    Vz^:| qON  
    应用示例简述 9}-,dgAB  
     In r%4&!e  
    1. 系统说明 Y!H"LI  
     | v+b?@  
    光源 LYKepk  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) = ~yh[@R)  
     元件 s`{O-  
    — 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 V}*b^<2o 5  
     探测器 TBpW/wz/  
    — 干涉条纹 $8Zw<aEJ  
     建模/设计 wR KGJ  
    — 光线追迹：初始系统概览 "o1/gV  
    — 几何场追迹加(GFT+)： {`:!=  
     计算干涉条纹。 rRMC< .=  
     分析对齐误差的影响。 $]9d((u4  
     2Y,s58F  
    2. 系统说明 qxq ~9\My  
     h*Ej}_  
    参考光路 i^8Zp;O"f  
    q+z,{K  
    3. 建模/设计结果 ~7*HZ:.  
    gaJS6*P#  
    L6FUC6x"  
    4. 总结 jooh`| `P  
     |Q{l ]D  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 0-@waK  
     49CMRO,T  
    1. 仿真 r6A7}v  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 iU &V}p  
    2. 计算 OS3J,f}<=  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 P iN3t]2  
    3. 研究 tqHXzmsjW  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 7 >.^GD  
    q+N}AKawB  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 rh+OgKi  
     <1"6`24  
    应用示例详细内容 P~~RK& +i  
    系统参数 Ys\l[$_`*  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 7Kn=[2J5k'  
     L Nj|t)Ov  
     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。 3vy5JTCz~  
    9Y7 tI3  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 h7g9:10  
     cewQQ&  
    2. 说明：光源 :`_wy-}V  
     bo]k9FC  
    /OViqZ;9  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 L)Kn8  
     因此，相干长度大于1m (A1!)c  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Blu^\:?#z-  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 U\51j  
    ?L_#AdK  
    2-8<uUy  
     rt"\\sOlMB  
    3. 说明：光源 7m1*Q@D  
    Y#uf 2>J  
    2(UT;PSI  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Z";o{@p  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #u#s'W  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 $?0<rvGJ  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     i^ 1P6B  
    4. 说明：光学元件 ~=}56yxl[  
    6MZfoR  
    D|OX]3~  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ,"&vhgYU  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 gp;(M~we  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 3wD6,x-e   
     透镜材料为N-BK7。 _c`Gxt%  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 #B54p@.}  
     4/HyO\?z5  
    7n %QP  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $+$+;1[  
     G3KiU($V  
    GK:*|jV  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 tk~7>S  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 GX(p7ZgB2  
    cD7q;|+  
    6. 分光器的设置 ;IwC`!(#  
    pp/Cn4"w  
    ^8B#-9Ph b  
    w!%Bc]  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 F7a\Luae  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ! G,Ru~j5:  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 %]d^B |  
    7 pp[kv;!G  
    7. 合束器的设置 GQT|T0>Ro  
    %$S.4#G2  
    AuSL?kZ4|Y  
    ln9U>*<  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 I8e{%PK  
     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。 z9E*Mh(NE  
    ZCV&v47\p_  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 mR?OSeeB  
    :QB Wy  
    .DIHd/wA  
     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)。 V&[|%jm&   
    应用示例详细内容 y1FS?hSD0  
    仿真&结果 vA"yy"B+ V  
    b1E>LrL  
    1. 结果：利用光线追迹分析 -k")#1  
    Ig*!0(v5$  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 [Nsv]Yz  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Vtr 0=-m&  
    ]#KZ W)M  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 J!~?}Fq/z  
    pv;}Sv$ ]-  
    D<C ZhYJ  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 (hs[B4nV  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Cz8=G;\  
     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。
    u0Irf"Ab  
    S"V|BU  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 l '<gkwX  
    Nq Ve{+1x  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 z'XFwk  
     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°。 &qF   
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ]t(;bD hT  
    r^q@rL>   
    4. 对准误差的影响：元件平移 7J.alV4`/  
    vrLI`3n]  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 d>VerZZU  
     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。 xOp8[6Ga'  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 R6ca;  
    2a 3i]e5Kt  
    %\Z{~(&-v  
    5. 总结 mtOCk 5E  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 uwU;glT  
    2*ZB[5_V  
    4. 仿真 %D:Mt|  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ]KBzuz%  
    S8TJnv`?'  
    5. 计算 ]Wa.k  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 OjcxD5"v9  
    pA&CBXio  
    6. 研究 h}nceH0s3d  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 8F9sKRq|rO  
    q$Gf9&ZO  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 :U$<h  
    0sD"Hu  
    扩展阅读 ou0(C `  
    H<92tP4M  
    1. 扩展阅读 82O#Fe q  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 0Rz'#O32V  
    sL[&y'+  
     开始视频 )S]4 Kt_  
    - 光路图介绍 dj3}Tjt  
    - 参数运行介绍 :7 Ro9z8  
    - 参数优化介绍 *fQ$s  
     其他测量系统示例： !yI , ~`Z  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) G|*^W;(Z  
    mR\rK&'6  
    {9S=:  
    QQ：2987619807     QVA)&k'T,  
     
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