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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) R`0foSq \M  
    oV0LJ%  
    应用示例简述  l 'AK  
     3::3r}g  
    1. 系统说明 y3 ({(URU  
     ?aK'OIo  
    光源 LK'S)Jk  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 6vD]@AF  
     元件 k| _$R?  
    — 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 *G%1_   
     探测器 \_*?R,$3Y,  
    — 干涉条纹 5}.,"Fbr  
     建模/设计 bE7(L $UF  
    — 光线追迹：初始系统概览 n/9 LRZD|w  
    — 几何场追迹加(GFT+)： jMm_A#V>p  
     计算干涉条纹。 AijPN  
     分析对齐误差的影响。 jI*}y[o  
     9[epr+f  
    2. 系统说明 R9b/?*%=9  
     }<( "0jC  
    参考光路 l _kg3e4  
    otmIu`h  
    3. 建模/设计结果 <Um1h:^   
    E5,%J  
    <GL}1W"Ay  
    4. 总结 Zd[y+$>  
     c]AKeq]  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 dXA{+<!!  
     1M%{Uqsd-  
    1. 仿真 ZI2K-z'e  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 I3}HNGvU  
    2. 计算 J[j/aDdP  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~6@c]:  
    3. 研究 (uuEjM$3%  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;#5-.z  
    B#qL$M,|  
    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。 "k\Ff50  
     PTuCN  
    应用示例详细内容 ({d,oU$>y  
    系统参数 }$&T O$LX  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 fd!pM4"0  
     `@f hge  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 bl:a&<F  
    < '>d0:>N  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 'mBLf&fB  
     M(.uu`B  
    2. 说明：光源 5p]urfN-f  
     X <ba|(  
    HobGl0<y  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 gZ `#tlA~  
     因此，相干长度大于1m *#prSS  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 YO.`l~ v  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 :|3"H&FWK  
    K^]?@oHO  
    *7xQp!w^  
     eLDL  "L  
    3. 说明：光源 .v #0cQX+.  
    (x1"uy7_  
    3&a*]  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ,%)WT>  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 WQIM2_=M  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 @,y FY  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     eu}:Wg2  
    4. 说明：光学元件 T(sG.%  
    wa(Wit"-  
    ySr091Q  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 0btmao-  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 oSu|Yn  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 .swgXiRvs  
     透镜材料为N-BK7。 >n$E e J  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 , IMT '*  
     _Ssv:x c,  
    hIzPy3  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 #RLch  
     TeGLAt  
    /\3XARt  
     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)。 vZ_DG}n11  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 *mK);@pL  
    fr,CH{Uq  
    6. 分光器的设置 {R1Cxt}  
    +X%fcoc  
    st'?3A  
    654jS!  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 e%@[d<Ta\  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 R+ #.bQg  
     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 )K\k6HC.  
    QX.F1T 2e?  
    7. 合束器的设置 Be14$7r  
    x%:> Ol  
    RqX4ep5j  
    ?^G$;X7B  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 X/;"CM  
     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。 ('o; M:  
    @|\s$L  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 x9&tlKKxf  
    9/X v&<Tn  
    +poIgjq0  
     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)。 8tFyNl`c  
    应用示例详细内容 ]uj.uWD  
    仿真&结果 Fb<\(#t  
    g6a3MJV`  
    1. 结果：利用光线追迹分析 u UVV>An  
    2Z IpzH/8  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 um0}`Xq^  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    <1'X)n&Kw$  
    .}hZ7>4-  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 iqv\ag  
    ;uA_gn!  
    }Bod#|`  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 7N~qg 7&  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 e,j? _p  
     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。
    xz+`]Q  
    q@RY.&mgW  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Bdk{.oh6  
    TeN1\rA,  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 &<#BsFz  
     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°。 yV]-Oa$*s0  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Uf]Pd)D  
    ~E6+2t*  
    4. 对准误差的影响：元件平移 }yC,uEV  
    B43#9CK`o  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 &LxzAL,3!  
     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。 $b 71  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 XY t8vJ  
    m+gG &`&u  
    |s3HeY+Co  
    5. 总结 v,.n/@s|X  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _~#C $-T  
    HOQ _T4  
    4. 仿真 3v3Va~fm`  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 `_{ '?II  
    3L!&~'.Ro  
    5. 计算 d<cbp [3F  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 I3[RaZ2z{  
    m"m;(T{ v  
    6. 研究 R^O)fL0_  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 }Yl8Q>t  
    ZwrYs s  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 [t=+$pf(-  
    Ky~~Cd$  
    扩展阅读 ^fiRRFr[  
    ib=^ tK  
    1. 扩展阅读 y2% ^teX k  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ghO//?m  
    X'Il:SK  
     开始视频 N*oJ$:#  
    - 光路图介绍 (Gk]<`d#N  
    - 参数运行介绍 _j<M}  
    - 参数优化介绍 /g- X=|?F  
     其他测量系统示例： 3$G25=eN  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) V^5k> `A  
    <.B > LU  
    M,U=zNPnk  
    QQ：2987619807     cZ2, u,4  
     
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