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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) 9BAvE\o0  
    yK-DzAv  
    应用示例简述 I-#7Oq:Np  
     ;GIA`=a %  
    1. 系统说明 OY8P  
     U7Oa 13Qz  
    光源  ?tA%A  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) dz!m8D0  
     元件 y%?'<j  
    — 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 .><-XJ  
     探测器 t&Q(8Hz  
    — 干涉条纹 #nw+U+qL  
     建模/设计 fUr%@&~l^  
    — 光线追迹：初始系统概览 #p"$%f5Q_  
    — 几何场追迹加(GFT+)： FbRGfHL[  
     计算干涉条纹。 XJ5@/BW  
     分析对齐误差的影响。 }x+6<Rp'E_  
     o (4gh1b%  
    2. 系统说明 vn!5@""T  
     bi^P k,'  
    参考光路 R9!U _RH  
    ja9=b?]0,  
    3. 建模/设计结果 ) J.xQ}g  
    ?5J>]: +ZZ  
    <ZheWl  
    4. 总结 9 p{n7.  
     Q-rG~O9-  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 fp*6Dv_  
     NGJst_  
    1. 仿真 b3FKDm[  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 >]8(3&zd  
    2. 计算 %}e['d h  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >lKu[nq;  
    3. 研究 `S0`3q}L3%  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *CPpU|  
    n_Qua|R  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 {Wi*B(  
     Np%Q-T\  
    应用示例详细内容 ;0Q" [[J  
    系统参数 k1oJ<$ Q  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 _GFh+eS}  
     ;S \s&.u  
     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。 :P/VBXh  
    v? OUd^  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ar#73f  
     >KL=(3:":p  
    2. 说明：光源 uAqiL>y  
     \Oq8kJ=  
    q/@+.q  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 -fXQ62:S  
     因此，相干长度大于1m x"g)pGsT  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 wU>Fz*  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ti (Hx  
    >$TvCw  
    e5 L_<V^Jo  
     s .<.6t:G4  
    3. 说明：光源 LRts W(A/  
    3]GMQA{L)  
    D=mmBo  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 bm 4RRI  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 T[)!7@4r  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4>i\r  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     &3Yj2 Fw  
    4. 说明：光学元件 l cHf\~  
    "~0`4lo:Xo  
    2.I|8d[  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 }oA>0Nw$K  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 >h)kbsSU0z  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 gT0yI ;g]  
     透镜材料为N-BK7。 eG1V:%3  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 r dSL  
     )ds]fvMW]N  
    Lc5zu7ncg  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 X=KW >  
     \c CH/  
    38D5vT)n  
     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)。 ~HhB@G!3  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 tiE|%jOzt  
    +^+'.xQ  
    6. 分光器的设置 Y|Q(JX  
    Fz';H  
    ^;<d<V}*  
     ?bVIH?  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 o+&Om~W  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Gmi? xGn  
     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 Y&j`HO8f  
    <O 0Q]`i  
    7. 合束器的设置 $QwpoVp`~  
    -yBKA]"<I  
    OyVP_Yx,V  
    #jW-&a  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 i7-~"g  
     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。 OU/}cu  
    } LS8q  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 fMg9h9U  
    H^*AaA9-   
    UjQz   
     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)。 \/YRhQ  
    应用示例详细内容 n H?6o#]N  
    仿真&结果 0|Fx Sc  
    Rtz~:v%  
    1. 结果：利用光线追迹分析 dhob]8b  
    wDh]vH[  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 %rG4X  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    rL1yq|]I  
    Sp5:R75vI  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 N'VTdf?  
    6wh PW .  
    uL^; i""  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 4T(d9y  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 $ ubU"  
     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。
    F1stRZ1ZI  
    &]o-ZZX  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 O|,9EOrP  
    i`2SebDj'w  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ;7z6B|8  
     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°。 |T""v_q  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 yO1 7C  
    8xO   
    4. 对准误差的影响：元件平移 sQ#e 2  
    y|ZL< L  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 :TU|:2+  
     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。 dYrgL3'  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 XYzaSp=bb  
    vd[7Pxe  
    *uyP+f2O  
    5. 总结 ][S q^5`  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 |ZH(Z}m  
    t|>zke!'  
    4. 仿真 f"FFgQMkv  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 h5'hP>b#  
    >n09K8 A  
    5. 计算 Y 3ApW vS  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 *yRsFC{,  
    [ @eA o>  
    6. 研究 Dm}eX:'{  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 "TJu<O"2  
    V+"%BrM  
    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。 JLE&nbKS  
    tdH[e0x B  
    扩展阅读 9-c3@ >v  
    Wn=sF,c  
    1. 扩展阅读 "V>}-G&  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 +<1 |apS1  
    [_'A(.  
     开始视频 ~-zTY&c_  
    - 光路图介绍 K|Sq_/#+U  
    - 参数运行介绍 }N[X<9^ Z  
    - 参数优化介绍 jjV'`Vy)  
     其他测量系统示例： d.vNiq,`  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 5)%ahmY  
    }pMVl  
    $os]$5(  
    QQ：2987619807     P?h1nxm`'  
     
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