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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) A7 E*w  
    k5P&F  
    应用示例简述 8S &`  
     mN!>BqvN  
    1. 系统说明 <$K%u?  
     zsc8Lw  
    光源 ;spuBA)[X  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) !Yz~HO,u+  
     元件 1)X%n)2pr  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 ^D ;X  
     探测器 @_YlHe&W  
    — 干涉条纹 R4%!W~K  
     建模/设计 TY],H=  
    — 光线追迹：初始系统概览 ,0[bzk  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 3#j%F  
     计算干涉条纹。 ,g;~:  
     分析对齐误差的影响。 H*?U@>UU  
     HBXp#$dPc  
    2. 系统说明 }b\e2ZK  
     Y, )'0O  
    参考光路 y9?BvPp+  
    >t2 0GmmN  
    3. 建模/设计结果 'RC(ss1G  
    t:9}~%~  
    -:h5Ky"  
    4. 总结 2kp.Ljt@  
     9N:Bu'j&/  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &gw. &/t  
     z AacX@  
    1. 仿真 (dLt$<F  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 BOQ2;@:3  
    2. 计算 {+0]diD  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 'p80X^g  
    3. 研究 +^iUY%pm  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 l`UJHX  
    4/&Us  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 A|,\}9)4X[  
     ,2qJXMg"=$  
    应用示例详细内容 ;O}%_ef@  
    系统参数 |CexP^;!U  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 5wmH3g#0  
     Z2_eTC u  
     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。 Q.*qU,4);  
    :z_D?UQ  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 #I'W[\l~+  
     i/2OE&*O[  
    2. 说明：光源 #'^!@+)  
     lbZ,?wm  
     Jx9S@L`  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Og4 X3QG  
     因此，相干长度大于1m KdHR.;*  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 7hZCh,O  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ~}q"M[{  
    dQVV0)z  
    S$HzuK\f  
     R]VY PNns  
    3. 说明：光源 16_HO%v->  
    LYhgBG,   
    q(M[ij  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 pk%I98! Jy  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 5"u-oE&  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 =QHW>v  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     8  k9(iS  
    4. 说明：光学元件 IAf,TKfe  
    (cAv :EKpo  
    LY'_U0y4  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 OD-CU8X9  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 a,b ;H(em  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 7h?PVobe  
     透镜材料为N-BK7。 Z $ Fh4  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 "IA[;+_"  
     !MS z%QcO  
    PX65Z|~>_  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 <6Q]FH!6  
     "#z4  
    PwU}<Hrl]  
     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)。 r483"k(7  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 y:WRpCZoa  
    6^F"np{w  
    6. 分光器的设置 JP)/ O!  
    #Z;ziM:  
    v%n'_2J =^  
    3Q*K+(`{  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 4Z)`kS} =]  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 /Mb?dVwA  
     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 \u ?z:mV  
    U>7"BpC  
    7. 合束器的设置 [7q~rcf,Z  
    ^crk8O@Fw  
    1dh_"/  
    x tg3~/H  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ?v PwI  
     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。 ny%-u &1k  
    $'btfo4H  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 $%ZEP> ]  
    b)J(0,9`G"  
    O9wZx%<  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 3.U5Each-  
    应用示例详细内容 `=Pn{JaD  
    仿真&结果 }WS%nQA  
    o[q Kf  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Yxz(g]  
    h.>6>5$n  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 y;<^[  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ]^$&Ejpe#  
    !yU!ta Q  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 I&Q.MItW  
    I$xfCu  
    P$S>=*`n U  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 dDbPM9]5  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 mwVH>3{j  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    :]iV*zo_  
    #X'!wr|-  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 34_:.QK-  
    <^6|ZgR  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 = q9>~E{}  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 }&sF \b  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 !q=ej^(S  
    w]X~I/6g  
    4. 对准误差的影响：元件平移 4]0|fi3}>  
    |K| c  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 9Slx.9f  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 b7Jk{x #u  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 5 BR9f3}  
    Zy _A3m{  
    _Z z" `  
    5. 总结 hE0 p> R8  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /{ Lo0  
    ;W,XP#{W  
    4. 仿真 1.U5gW/3L  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^_ L'I%%[  
    CM?dB$AwX  
    5. 计算 >Pj ?IE6  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 <gRv7 ?V[z  
    E7@0,9A U  
    6. 研究 /=&HunaxI  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 W- 5Z"m1I  
     +LeZjA[  
    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。 Bpt%\LK\~O  
    pYIm43r H  
    扩展阅读 y<jW7GNt  
    :5IbOpVM  
    1. 扩展阅读 H+y(W5|2/X  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 &QFg=  
    aal5d_Y  
     开始视频 oV"#1lp*  
    - 光路图介绍 Uu ~BErEC  
    - 参数运行介绍 6=A   
    - 参数优化介绍 H"lq!C`  
     其他测量系统示例： rKg~H=4x2  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 2<53y~Yi%  
    hbdq'2!Qr  
    C# IV"Pkq  
    QQ：2987619807     L]I ;{Y  
     
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