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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) uegb;m  
    `%%?zgY  
    应用示例简述 3f,u}1npa*  
     i&1U4q  
    1. 系统说明 s8yCC #H"  
     tnNZ`]qY  
    光源 UCn.t  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) oX#9RW/ >I  
     元件 S8vx[<  
    — 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 SCI1bMf  
     探测器 7Qt2gf  
    — 干涉条纹 1=ip ,D  
     建模/设计 GA7u5D"0  
    — 光线追迹：初始系统概览 +RdI;QmM  
    — 几何场追迹加(GFT+)： "u,sRbL  
     计算干涉条纹。 {QW-g  
     分析对齐误差的影响。 Gk{W:866  
     yX3PUO9  
    2. 系统说明 4 ;^g MI9  
     n~9 i^  
    参考光路 ( -xR7A  
    X+d&OcO=q  
    3. 建模/设计结果 BjwMb&a;  
    FSFFk~  
    l~4_s/  
    4. 总结 u1wg C#  
     { _-wG3f|  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >@z d\}@W  
     "h QV9 [2\  
    1. 仿真 HKM~BL "X  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 !+5C{Hs2  
    2. 计算 a (P^e)<  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Tln9q0"W  
    3. 研究 $R8>u#K!  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 C+T&O  
    CGCQa0  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 >6*(}L9  
     PbbXi  
    应用示例详细内容 M ' a&  
    系统参数 X!HDj<  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 YCirOge  
     &G0l&8pa  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 14mXx}O  
    }Q47_]5  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。  )GB3=@  
     fui4@  
    2. 说明：光源 <WZ1-  
     Oqd"0Qt-  
    pESB Il  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 \Oi5=,  
     因此，相干长度大于1m IlcNT_ 5a8  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 =Jsg{vI  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 BM|-GErE  
    NFrNm'v  
    N$N;Sw  
     l*F!~J3  
    3. 说明：光源 ,k4z;  
    7p P|  
    (eC F>Wh^m  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 "bHtf_  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 1zh$IYrd  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 N>uA|<b,  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     } l:mN  
    4. 说明：光学元件 &:;/]cwj  
    2neF<H?^o  
    *,O :>Z5I  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 zF[3%qZE:T  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 V-?sek{;  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 R=][>\7]}  
     透镜材料为N-BK7。 GVjv** U  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 O!#L#u53  
     dAu^{1+2  
    30sC4}   
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图  aX>4Tw  
     ]%NO"HzF~  
    sh',"S#=@  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Gk{ "O%AE  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 #Pb7EL#c  
    M!xm1-,[  
    6. 分光器的设置 xHM&csL  
    LU-#=1Q  
    C5:dO\?O  
    hW0,5>[7%  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ?#VP)A  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 'DL;c@}37  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 '<R B  
    ;a!h.8UJPI  
    7. 合束器的设置 <6d{k[7fz)  
    ]>VJ--fH  
    *@-q@5r}!  
    TS\A`{^T  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 EWu iaw.  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ,wry u|7"$  
    pO-s@"j]  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 oW yN:Qh  
    H3p4,Y}'#  
    # `N6<nb  
     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)。 +WV_`Rx#  
    应用示例详细内容 f^[{k {t  
    仿真&结果 ~xlMHf  
    4e(9@OLP  
    1. 结果：利用光线追迹分析 nJ'>#9~a'>  
    Ovl?j&8  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 \dp9@y[^  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Ovaj":L  
    D]G'R5H  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 .J<qfQ  
    *0Wi^f  
    *6sJ*lh  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 J^s<x#C  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 i-i}`oN  
     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。
    M0;t%*1  
    )"pxry4v7J  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 HdY3DdC%q  
    RF,=bOr19  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 /QV. U.>G  
     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°。 7{kpx$:_  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 bgzT3KZ  
    w{:Oa7_A  
    4. 对准误差的影响：元件平移 FkJ>]k  
    e~>p.l  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 V~]'+A q>  
     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。 ard3yNQt  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Vtz yB  
    s5zGg]0  
    ,/w852|ub  
    5. 总结 {g!exbVf  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }]39 iK`w  
    jnU*l\,  
    4. 仿真 [o[v"e\w  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 7n\j"0z  
    0ez i?Um  
    5. 计算 '^-4{Y^2E  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +EiUAs~H  
    :,}:c%-^"  
    6. 研究 qy42Y/8'  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 +SuUI-.  
    rmg";(I  
    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。 ax{-Qi7z-+  
    ,Zcx3C:#  
    扩展阅读 mtWx ?x  
    Hs4zJk  
    1. 扩展阅读 hPqapz]HcP  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 pRxlvVt  
    %:be{Y6  
     开始视频 YCB 3  
    - 光路图介绍 S] K6qY  
    - 参数运行介绍 '+q'H  
    - 参数优化介绍 IYM@(c@ld0  
     其他测量系统示例： |q!2i  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) h@>rjeY@  
    9i2vWSga  
    a9@l8{)RX  
    QQ：2987619807     sNk>0 X[  
     
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