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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) &6:,2W&s  
    ,AD| u_pP  
    应用示例简述 54;iLL  
     bF Vd v&  
    1. 系统说明 Mb9q<4  
     iwVra"y  
    光源 7L\GI`y  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) R utW{wh  
     元件 dyp] y$  
    — 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 %F4Q|  
     探测器 GS$k  
    — 干涉条纹 8qc %{8  
     建模/设计 /~^I]D  
    — 光线追迹：初始系统概览 >4VU  
    — 几何场追迹加(GFT+)： -'N#@Wdr  
     计算干涉条纹。 A8RT3OiXA  
     分析对齐误差的影响。 ;`+RSr^8$  
     XH2 SEeh  
    2. 系统说明 q%'ovX(dm  
     IMR|a*=`c  
    参考光路 2(rZ@Wl  
    %zD-gw>  
    3. 建模/设计结果 m Zh VpIUO  
    <F3sQAe  
    p%ZiTrA1&D  
    4. 总结 'H'+6   
     {x4[Bx1  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :^s7#4%6  
      bSR<d  
    1. 仿真 bc4x"]!  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 }F`Tp8/&j  
    2. 计算 /SKr.S61e  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 PHK#b.B>a8  
    3. 研究 .apX72's,  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 @r]s9~Lx9  
    yki k4MeB  
    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。 5 muW*7  
     X@:fW  @  
    应用示例详细内容 Vtg/,1KQ  
    系统参数 R>U<8z"i  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 5p|@)  
     /C:'qhY,  
     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。 5Hm!5:ZB  
    `eWc p^|  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 HV9SdJOf  
     ,?`1ve_K<  
    2. 说明：光源 f0`' i[  
     u0Erz0*G4  
    :ky<`Jfr`  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Crhi+D  
     因此，相干长度大于1m BXo|CITso  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 V0 F30rK  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 KYu(H[a  
    tv OAN|+F  
    w~U`+2a3  
     Inc:t_  
    3. 说明：光源 6)U&XWH0  
    ~8m>DSs)D  
    J4}\V$ysN  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 rH9}nL  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 hcgc =$^  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 D'`"_  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     LZ)m](+M  
    4. 说明：光学元件 l>UUaf|O  
    (`]*Y(/2G  
    f 4I#a&DO  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 KF_Wu}q d  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 1bJ]3\  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 &7w>K6p  
     透镜材料为N-BK7。 :#[_Osmf(  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 :dguQ|e  
     E)O|16f|>  
    9I\3T6&tr  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 | NU0tct^  
     eAsX?iaH  
    )c*k _/ 4  
     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)。 paNw5] -  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 v$m[#&O^V?  
    *sB-scD  
    6. 分光器的设置 7+a%ehwU  
    mp,e9Nd;  
    ES\Q5)t/fo  
    `SjD/vNE  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 `MsYgd  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 a*':W%7  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 uUz`=4%A  
    N 2"3~  #  
    7. 合束器的设置 I\upnEKKzZ  
    \`/E !ub  
    7p.h{F'A  
    "P'&+dH8  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 %x6Ov\s2  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 %md^S |  
    G|-\T(&J  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 1_NG+H]x9  
    hOB\n!  
    \$'m ^tVU  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ,xYsH+ybA  
    应用示例详细内容 9c6GYWIFt&  
    仿真&结果 A6N~UV*_  
    Wzqb>.   
    1. 结果：利用光线追迹分析 rMHQzQ0%  
    O<1vSav!K  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 z,bX.*.-  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ,|.8nk"  
    KR=d"t Qw  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 [vWkAJ'K  
    )[^y t0%  
    rg5]`-!=  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 S\9t4Ki_'  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 {OO*iZ.O  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    "J pTE \/  
    A~SL5h  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 j/H>0^  
    zg#m09[4  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 GsIwY {d  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 1l+kO,X]  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 #0bO)m+NZ  
    " ^HK@$  
    4. 对准误差的影响：元件平移 6F*-qb3  
    _ }E-~I>  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 #zS1Z f^KP  
     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 jVsF1d_  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 |rHG%VnBH  
    7m:|u*ij2~  
    7uPZuXHxcu  
    5. 总结 a)!![X?\  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .tRr?*V|l  
    YlswSQ  
    4. 仿真 )MWUS;O<  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ME$2P!o  
    ;)(Sdf[P  
    5. 计算 Xhcn]  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 7/H^<%;y  
    )jyq{Jb  
    6. 研究 8 !4~T,9G  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 K8HIuQ!=  
    w9RF2J  
    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。 d/D,P=j"  
     hv+|s(  
    扩展阅读 k"xGA*B|  
    DR:8oo&E  
    1. 扩展阅读 }p~OCW!  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 $hkq>i \  
    .sM<6;  
     开始视频 X'fuF2owd  
    - 光路图介绍 ?y ~TCqV  
    - 参数运行介绍 60!1 D>,  
    - 参数优化介绍 &v^!y=Bt  
     其他测量系统示例： ?X\3&Ujy$  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) CSMeSPOm]  
    I2f?xJ2/Z  
    lVPOYl%  
    QQ：2987619807     +I t#Z3  
     
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