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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) (<lhn  
    Y-9I3?ar  
    应用示例简述 $~kA B8z  
     TqQ[_RKg2  
    1. 系统说明 /{2,zW  
     |y*c9  
    光源 !IR6 ,A\  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) n"8Yv~v*2j  
     元件 iow"n$/  
    — 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 QV8g#&z  
     探测器 [>9is=>o.  
    — 干涉条纹 IGgL7^MF  
     建模/设计 9M ]_nPY  
    — 光线追迹：初始系统概览 A}w/OA97RO  
    — 几何场追迹加(GFT+)： iDD$pd,e\  
     计算干涉条纹。 b2*TgnRq  
     分析对齐误差的影响。 .Y|!:t|  
     +,l-Nz  
    2. 系统说明 -RLOD\ZBh  
     xx $cnG  
    参考光路 ig"L\ C"T  
    DfB7*+x{  
    3. 建模/设计结果 b MBLXk  
    H*6W q  
    {)Xy%QV  
    4. 总结 r|Z{-*`  
     NlXimq  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 cb bFw  
     _ dg\\c  
    1. 仿真 ,//S`j$S  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 0`H# '/  
    2. 计算 /@5YW"1  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 T{'RV0%   
    3. 研究 ('~LMu_  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 `_h&glMJ,q  
    Hp?/a?\Xm  
    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。 $ Q0n  
     z%kULTL  
    应用示例详细内容 vSh`&w^*  
    系统参数 h];I{crh  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 8Y?;x}  
     ^@]3R QB  
     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。 ]^]wP]R_  
    ce(#2o&`  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^Dx&|UwiZa  
     E"0>yl)  
    2. 说明：光源 $xQL]FmS  
     Pz^544\~ou  
    I:.s_8mH}  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Hv, LS ;W  
     因此，相干长度大于1m EV?z`jE9  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ]f3>-)$*  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 /tLVX} &  
    SAz   
    W9)&!&<o  
     pJ{Y lS{  
    3. 说明：光源 i9$ Av  
    r :dTz  
    E_`=7 i  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 '<M{)?  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 EQ ttoOO  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 W8<%[-r  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     _G0 x3  
    4. 说明：光学元件 c%&>p||  
    saAF+H/=  
    [ 3HfQ  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 7 d vnupLh  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 yHGADH0B  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。  @8 6f  
     透镜材料为N-BK7。 ;=N# `l  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 q*KAk{kR(v  
     n*$ g]G$  
    2?x4vI np;  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 a9G8q>h]O  
     UI#h&j5pW  
    `2snz1>!j  
     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)。 {8aTV}Ha2  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 Q20 %"&Xp]  
    6wxs1G  
    6. 分光器的设置 nrb Ok4Dz  
    :Sma`U&  
    .u:GjL'$  
    "oD[v  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 $C\BcKlmv  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ZW}_DT0  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 }'.m*#Y  
    oQ#8nu{k  
    7. 合束器的设置 nK,w]{<wG!  
    9gFUaDLo  
    &o*A {  
    Uv.)?YeGh  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 HDLk>_N_s,  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 1qch]1 ^G  
    grYe&(`X  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 r,udO,Yi=c  
    6pzSp  
    yw!{MO  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 9UkBwS`  
    应用示例详细内容 7"mc+QOp  
    仿真&结果 Y} /-C3)  
    +H.`MZ=  
    1. 结果：利用光线追迹分析 #jk_5W  
    T |p"0b A  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 liZxBs :%i  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    WM{=CD  
    G"6 !{4g  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 *fdTpXa  
    =WLY6)]A  
    Gq6*SaTk  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 \8 ":]EU  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ?CZd Ol  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ?(PKeq6  
    y(&Ac[foS}  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Z.WW(C.  
    d1*<Ll9K  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 TV:9bn?r)  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 n?Q|)2 2  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 <GJbmRc|  
    SKtrtm  
    4. 对准误差的影响：元件平移 u!s2 BC0}N  
    XG?8s &  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 G)YcJv7  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 L-Lvp%%  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 pw#-_  
    43w}qY1  
    ,I9bNO,%JK  
    5. 总结 9$Y=orpWxr  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算  9!GM{  
     bLL2  
    4. 仿真 us.~G  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 B:<VA=  
    D=$)n_F  
    5. 计算 YQ} o?Q$z  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~rm_vo  
    [KQi.u  
    6. 研究 C^){.UGmJ  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 I'Hf{Erw  
    ~~.}ah/_d  
    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。 gIfh3D=yX  
    IgzQr >  
    扩展阅读 YR70BOxK  
    xLE)/}y_7H  
    1. 扩展阅读 rjP/l6 ~'  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 "7 yD0T)2  
    > !JS:5|  
     开始视频 iCoX& "lb  
    - 光路图介绍 QP x^_jA  
    - 参数运行介绍 k+ /6$pI  
    - 参数优化介绍 WxDh;*am:  
     其他测量系统示例： ;"I^ZFYX  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) @iiT<  
    <q836]aa A  
    ~Ei<Z`3}7"  
    QQ：2987619807     5G#n"}T  
     
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