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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) %ZoJu  
    #)S}z+I  
    应用示例简述 W $D 34(  
     B <s+I#  
    1. 系统说明 lB27Z}   
     Qb@j8Xa4[  
    光源 ),{3LIr  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) I0Do%  
     元件 Q3>qT84  
    — 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 "dCIg{j   
     探测器 4AhF E@  
    — 干涉条纹 rv[BL.qV  
     建模/设计 >IQ&*Bb  
    — 光线追迹：初始系统概览 sA6HkB.  
    — 几何场追迹加(GFT+)： R}Zaz3( Hd  
     计算干涉条纹。 :vi %7  
     分析对齐误差的影响。 F-@y H  
     8TYh&n=r  
    2. 系统说明 HV!P]82Pa  
     6No.2Oo  
    参考光路 Vc'p+e|(  
    wSjy31  
    3. 建模/设计结果 Rb<| <D+  
    Yy 4Was#  
    cY} jPDH  
    4. 总结 o,k#ft<  
     9I 6^-m@:  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 l&Q@+xb>  
     R@WW@ Of  
    1. 仿真 ruqE]Hx9(  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 vasw@Uto)  
    2. 计算 ])pX)(a  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 crd|r."  
    3. 研究 AkjoD7.*  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 &/EZn xl  
    XXwIp-'  
    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。 f~d =1  
     R(Vd[EGY  
    应用示例详细内容 *QW.#y>"j  
    系统参数 >ptI!\i}  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 xG~-.  
     7TAoWD3  
     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。 ed,+Slg  
    q&ed4{H<  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 JK md'ZGw  
     "~C \Z} ;  
    2. 说明：光源 a[^dK-  
     >y+j!)\  
    M]\"]H?  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 JmF`5  
     因此，相干长度大于1m *=z.H  *  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Rpcnpo  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 $o\U q  
    6O5E4=  
    AO$aWyI  
     [\HAJA,  
    3. 说明：光源 *|+ ~V/#  
    x2i`$iNhmP  
    n;b 9f|&z  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 g2 V $  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 HV3wUEI3  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 e ]>{?Z  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     mR{%f?B  
    4. 说明：光学元件 {iq{<;)U?U  
    gvZLW!={  
    7f=9(Zj  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 8DrKq]&  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 4ri)%dl1  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 X>jwjRK $  
     透镜材料为N-BK7。 _Q;M$.[zyR  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 \b88=^  
     [/t/694  
    "ZVBn!  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 5Q72.4HH  
     PzTTL=G +  
    [laX~(ND{  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 13{"sY:PT#  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ;lWy?53=@  
    T{K+1SPy4  
    6. 分光器的设置 -ap;Ul?  
    eEe8T=mD  
    H "?-&>V-  
    J=]w$e ?.P  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 cl7+DAE  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 1J *wW# e  
     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 {78*S R  
    e]X9"sd0=  
    7. 合束器的设置 1 }q[8q  
    l1_X5DI  
    IO_H%/v"jC  
    _5YL !v&  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 9'8oOBqm3%  
     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。 $l[*Y  
    SS~Txt75m  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 C1rCKKh  
    iii$)4V  
    (U dDp"/  
     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)。 B 9Mwj:)}  
    应用示例详细内容 @%cJjZ5y  
    仿真&结果 qP<,"9!I  
    $ .Z2Rdlv(  
    1. 结果：利用光线追迹分析  FZ2-e  
    8"* $e I5  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ujWHO$uz!  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    /7"1\s0U  
    tw3d>H`  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 z=Vvb  
    =L wX+c  
    o5$K^2^g  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Tk2kis(n  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 jh0$:6 `C  
     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。
    x)yf!Dv5$  
    pn7 :")Zx  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 #"yf^*wX  
    n*6s]iG V  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 v!U#C[a^  
     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°。 aQmL=9  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 qRGb3l  
    /#se>4]  
    4. 对准误差的影响：元件平移 (MIw$)#^  
    S'JeA>L  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ipp_?5TL  
     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。 g^4FzJ  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 -pGt ;  
    k"7eHSy,  
    jr l6):x  
    5. 总结 )|a9Z~#x  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Mqtp}<*@-  
    jgo@~,5R  
    4. 仿真 1;gSf.naG  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 zB$6e!fc  
    (}}8DB  
    5. 计算 r"[T9  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Z%{f[|h9}  
    g&vEc1LNo  
    6. 研究 u .=;A#  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *vO'Z &  
    ?BZ][~n-Q  
    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。 UQcmHZ+lf  
    19u? ^w  
    扩展阅读 <"+C<[n.  
    qU n>  
    1. 扩展阅读 p,8Z{mLn  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 m'B6qy!}6  
    R,bcE4WR"  
     开始视频 &Kp+8D*  
    - 光路图介绍 !~l%6Z5  
    - 参数运行介绍 k9xKaJ %1  
    - 参数优化介绍 @#tSx  
     其他测量系统示例： 6 {Z\cwP)c  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) !gf3%!%  
    //@=Q!MW  
    ,AM-cwwT:u  
    QQ：2987619807     0cUt"(]  
     
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