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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) G/ ^|oJ/G  
    h">X!I  
    应用示例简述 (CV=0{]  
     5g5pzww  
    1. 系统说明 k m|wB4  
     U92hv~\  
    光源 6?iP z?5  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) QA9vH'  
     元件 ;yXnPAtJ  
    — 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 uA,{C%?  
     探测器 He*L"VpWv  
    — 干涉条纹 Q$zlxn 7\  
     建模/设计 Z)&HqqT3p  
    — 光线追迹：初始系统概览 U{}7:&As  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 2M1mdkP3  
     计算干涉条纹。 F>Oh)VL,Ev  
     分析对齐误差的影响。 1M{#"t{6  
     `&6]P:_qp  
    2. 系统说明 gjWH }(K  
     ]a%Kn]HI&2  
    参考光路 ;lEiOF+d  
    [aC9vEso!  
    3. 建模/设计结果 CKur$$B  
    NNdS:(  
    l`]!)j|+  
    4. 总结 Bx)&MYY}[[  
     CYu8J@(\~g  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wz#n$W3mGf  
     6};oLnO  
    1. 仿真 ]mh+4k?b  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 l{AT)1;^  
    2. 计算  zVa+5\Q  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 X[ (J!"+  
    3. 研究 2fk   
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 m>!#}EJ|  
    A~>=l=  
    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。 `QF|> N  
     E=QQZ\w  
    应用示例详细内容 $gTPW,~s[  
    系统参数 19t*THgq  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 &$Lm95  
     1hWz%c|  
     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。 9 JtG&^*  
    *2MTx   
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 7KIQ)E'kG|  
     Uy:.m  
    2. 说明：光源 `ahXn  
     :JIPF=]fc  
    g-}sVvM  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 6KG63`aQ  
     因此，相干长度大于1m LfApVUm  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 H%N+V r3O,  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 (ce NVo&  
    buXG32;  
    {LDb*'5Cy  
     ,gc#N  
    3. 说明：光源 m~eWQ_a]C@  
    Biy 9jIWI  
    W!X]t)Ow  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ^ym{DSx  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 PgAfR:Y!  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 @k,(i=**  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     `.g8JC\_m  
    4. 说明：光学元件 tV9C33  
    B;r$( 'UZ  
    jYz3(mM'J  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 .*blM1+6i/  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 uek3Y[n  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Fw m:c[G  
     透镜材料为N-BK7。 pQ{t< >  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 !ei20@  
     :t^})%  
    C>dJ:.K%H  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 4/WCs$  
     @&##c6\$  
    A#: c  
     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)。 *XO KH+_u  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 VAE?={-  
    ;%alZ  
    6. 分光器的设置 nn:pf1  
    Y{|yB  
    J*X.0&Toc  
    s[4 !R&b  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 T+h{Aeg  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 zEfD{I  
     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 H> iZVE  
    D  .R  
    7. 合束器的设置 |qDfFGYf  
    SVh4)}.x  
    guXpHF=  
    {Y%=/ba W  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Bqlc+d:  
     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。 _Pi:TxY   
    d}cJ5 !d  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 $ow`)?sh  
    M~F2cX W  
    t~K!["g  
     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)。 1>x@1Mo+K  
    应用示例详细内容 g 'a?  
    仿真&结果 d|+jCTKS  
    4 S9, tc&  
    1. 结果：利用光线追迹分析 @~G`~8   
    Atq2pL"  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 GSnHxs)  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    \1C!,C  
    S_VncTIO  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 7d8qs%nA  
    !&jgcw/E  
    "gajBY  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 aq/Y}s?  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 WTv\HI2X !  
     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。
    V?dK*8s  
    ]J=)pD rk  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 gs8@b5 RSb  
    U]EuDNkO{  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 E(kb!Rz  
     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°。 8yz((?LrDh  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 <O)X89dFM  
    Fd,+(i D  
    4. 对准误差的影响：元件平移 KXA)i5z  
    J K]tcP  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 m&~Dj#%(w  
     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。 }\L !;6oy  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 a{Hb7&  
    JP,(4h *  
     53*, f  
    5. 总结 15T[J%7f  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 v[DbhIXU  
    [67E5rk-  
    4. 仿真 +y4AUU:Q  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 7O9hn2?e  
    xP6?es`  
    5. 计算 _u|FJTk  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 "~2#!bK7  
    IgR"eu U  
    6. 研究 Y{2d4VoW6  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5h=TV  
    ME@6.*  
    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。 aGk%I  
    r{2].31'  
    扩展阅读 $EGRaps{j>  
    e=jT]i*cU  
    1. 扩展阅读 [H:GKhPC`  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 /< 7C[^h{-  
    ssyd8LC#  
     开始视频 ]F* a PV  
    - 光路图介绍 +=~%S)9F  
    - 参数运行介绍 K _+;"G  
    - 参数优化介绍 i$^B-  
     其他测量系统示例： =_m9so  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) PSf5p\<5  
    =6:L+ V  
    } B9~X  
    QQ：2987619807     q&Tn>B  
     
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