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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) DQO~<E6c  
    v}p'vh^8B  
    应用示例简述 ?B ; +,  
     /Am,5X.   
    1. 系统说明 0<*R 0  
     2RXU75VY  
    光源 OAPR wOQ^=  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) QA?e2kd  
     元件 #4S">u  
    — 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 n'R9SnW  
     探测器 ipU,.@~#  
    — 干涉条纹 k(1]!c4J0  
     建模/设计 7U68|\fI!  
    — 光线追迹：初始系统概览 0'y9HE'e  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 2w)[1s[  
     计算干涉条纹。 Ut:>'TwG  
     分析对齐误差的影响。 c{4C4'GD  
     =4`#OQ&g  
    2. 系统说明 |uo<<-\jTO  
     P 1`X<A  
    参考光路 gN#&Ag<?  
    >DX\^86x  
    3. 建模/设计结果 #T<<{ RA  
    d|5V"U]W;  
    ,)%al76E  
    4. 总结 y<r7_ysi  
     ZuZe8&  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %oVoE2T{@  
     bOR1V\Jr$q  
    1. 仿真 p6~\U5rXm  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ?EP>yCR9  
    2. 计算 7A0D[?^xe  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 N-* ^V^V  
    3. 研究 Hq9yu*!u  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 _  dFZR  
    W*A-CkrO  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Q/[|/uNw?  
     HPl'u'.Hg  
    应用示例详细内容 E__^>=  
    系统参数 !Ld0c4  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Vk%[N>  
     \uxDMKy  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 yVA<-PlS<  
    ,>(/}=Z.  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 /G)Y~1ASA%  
     ?kBi9^)N4  
    2. 说明：光源 ')C %CAYW  
     cQkH4>C~  
    #$q~ZKB  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Gvg)@VNr  
     因此，相干长度大于1m ,\*PpcU  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 m$nT#@l5bH  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 OO)m{5r,{  
    kmHIU}Z  
    :4 9ttJl  
     #H9J/k_  
    3. 说明：光源 9 Yv;Dom  
    jSMvZJX3n  
    r![RRa^  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 r!Ujy .R  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 8r"$o1!  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 _86pbr9  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     1J$sIY,Ou  
    4. 说明：光学元件 {&tbp Bl#  
    EPx_xX  
    7WZ).,qxY  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 "4W@p'  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 Oc\Bu6F  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 43cdWd%  
     透镜材料为N-BK7。 EW;R^?Z  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 FPM@%U  
     osKM3}Sb  
    [S{KGe:g  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Z";~]]$!Y  
     M4hzf  
    qmzg68  
     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)。 =4RXNWkud  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 QWt ?` h=  
    R@lmX%Z1  
    6. 分光器的设置 (Uo:WyVj|F  
    G$X+g{  
    S *3N6*-l"  
    .xXe *dm%  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 4;G:.k!K  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 u\~dsD2)q  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 L2"fO  
    !>$tRW?gH~  
    7. 合束器的设置 #BA=?7  
    2-G he3  
    jJ^p ?  
    nAc02lJh|  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 /mMRV:pd  
     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。 ~udi=J |  
    A?l.(qG C_  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 L<HJ!  
    i:ar{ q  
    }6#lE,\lM  
     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)。 b21c} rI3  
    应用示例详细内容 sGx"j a +  
    仿真&结果 Uj!3H]d  
    ;XFo:?  
    1. 结果：利用光线追迹分析 VgfA&?4[  
    F:"CaDk  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 j^DoILw  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    0fgt2gA33  
    *P4G}9B|9:  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 y,$kU1yH7  
    fbF *C V  
    m.ib#Y)y  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 _M n7zt1^  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 `% sKF  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    b!W!Vvf^x  
    ByR%2_6&  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 sjBP#_lW  
    [t^Z2a{  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 \B _g=K  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 6FMW}*6<  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 8l(_{Y5(-  
    /15e-(Zz/  
    4. 对准误差的影响：元件平移 Y8I*B =7  
    RhVQVjc  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 E. @n Rj#  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 r5ONAa3.  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Y.M^tH:  
    kh3PEq   
    lp`raN No  
    5. 总结 YGVj$\  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 OhT?W[4  
    _8$arjx=  
    4. 仿真 LfD7 0r\  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 yLfb'Ba  
    {Lj]++`fB]  
    5. 计算 JGH;&UYP  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 UR')) 1n  
    9!hiCqA&  
    6. 研究 B4k ~~;|  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 `usX(snY  
    s{v!jZ  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 H.sHXuu  
    _97A9wHj  
    扩展阅读 t!MGSB~  
    Bob K>db  
    1. 扩展阅读 D$|@: mW  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 -3 .Sr|t  
    Q[t|+RNKv2  
     开始视频 >3R)&N  
    - 光路图介绍 *g =ey?1S  
    - 参数运行介绍 @ToY,@]e  
    - 参数优化介绍 ?LU]O\p  
     其他测量系统示例： g9 .b6}w!  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) XW]'by  
    Ogp Zwwk  
     Dh=?Hzw  
    QQ：2987619807     +{ Q]$b  
     
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