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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) hM[I}$M&O  
    bLC+73BjC  
    应用示例简述 in>?kbaG+  
     36d6KS 7  
    1. 系统说明 p@3 <{kLm  
     B7n1'?  
    光源 <%"CQT6g %  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 8p]Krs:  
     元件 }q)dXFL=I#  
    — 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 [a k[ZXC,  
     探测器  s-S|#5  
    — 干涉条纹 <$8e;:#:  
     建模/设计 w"!zLB&9[  
    — 光线追迹：初始系统概览 K>Tv M&  
    — 几何场追迹加(GFT+)： tj:>o#D  
     计算干涉条纹。 3 Ol`i$  
     分析对齐误差的影响。 > M4QEv  
     !I Byv%m&\  
    2. 系统说明 {+ WI>3  
     @|}=W Q  
    参考光路 - P'c0I9z  
    \Bn$b2j!%  
    3. 建模/设计结果 A"B[F#  
    6S?*z `v  
    ^%x7:  
    4. 总结 ^S^7 u  
     AeEF/*  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 okD7!)cr=  
     SI;SnF'[7  
    1. 仿真 r%II` i  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 k5)e7Lb(  
    2. 计算 tkEup&  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 UzUt=s!^H  
    3. 研究 ^4tz*i  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 J,^eq@(  
    lHSu T2)x;  
    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。 } mEsb?  
     |79n 1;+\?  
    应用示例详细内容 g/x\#W  
    系统参数 0& ?/TSC  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 TYgn X  
     QfsTUAfR  
     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。 D(Yq<%Q  
    =#{i;CC%  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 df!n.&\y!  
     SK {ALe  
    2. 说明：光源 Js!V,={iX  
     GA@Zfcg  
    ahm@ +/2  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 wQ/FJoB  
     因此，相干长度大于1m x0x/2re  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Zk n1@a  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 UP |#WegO  
    [<7Vv_\Q  
    +#R<emW  
     7I<];j  
    3. 说明：光源 |DMa2}%  
    7eekTh, ?  
    *27*&&=)H  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 cdfvc0  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 z'ZGN{L  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 cakb.Q  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ~F9WR5}]  
    4. 说明：光学元件 mu =H&JC  
    b<mxf\b  
    kQMALS@R  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 N>4uqFo  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 y~pJ|E  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 f")*I  
     透镜材料为N-BK7。 o]|a5. O  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 O8% Y .SK  
     VwV`tKit  
    XK4idC  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ');QmN%J  
     DEkFmmw   
    UP}5Eh  
     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)。 L(i*v5?  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 A 9HJWKO  
    pC'GKk 8  
    6. 分光器的设置 =+j>?Yi  
    `* =Tf  
    ;Y>cegG\  
    (C EXPf  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Ge]2g0  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 jTJ]: EN  
     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 idr,s\$>  
    +\a`:QET  
    7. 合束器的设置 xW;-=Q  
    4(f4 4' ^  
    ~rX2oLw{&  
    dM1)wkbET  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 O8N\  
     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。 YdK]%%  
    ,HFoy-Yq  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 9\]%N;;Lo  
    o(I[_oUy\  
    .iB?:  
     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)。 )TBG-<wt  
    应用示例详细内容 tGs=08`  
    仿真&结果 .Qp5wCkM  
    D$RQD{*  
    1. 结果：利用光线追迹分析 G,8LF/sR  
    "gD)Uis  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 !v2D 18(  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    yH8 N8  
    1Yy5bg6+E  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 5]&vs!wH  
    $#dPM*E  
    Ny>tJ~I  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 MT,LO<.  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 XTHy CK  
     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。
    b0 CtQe  
    UpgY}pf}  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 wyk4v}  
    c%aY6dQG&%  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 DdTTWp/  
     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°。 hN6j5.x%  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 {@u;F2?  
    xFpMn}CD  
    4. 对准误差的影响：元件平移 #L{QnV.3  
    `":ch9rK  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 @' DfNka  
     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。 *sqq]uD  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Nt^R~#8hF>  
    &Z_W*D  
    9&=~_,wJd  
    5. 总结 b:Lp`8Du  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [e )j,Q1  
    bmEo5f~C!  
    4. 仿真 Zi=Nr3b  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 M?4)U"_VE  
    )k0P' zGb  
    5. 计算 Yw=Ve 0  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 kmM1)- v  
    m9UI3fBX  
    6. 研究 zxtx~XO  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移  = uZ[  
    m<wng2`NTv  
    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。 \FSkI0  
    /a%5!)NE%  
    扩展阅读 E ?(  
    NamBJ\2E1[  
    1. 扩展阅读 5tg  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 9cAb\5c|  
    %_wX9Z T  
     开始视频 5B!l6ST  
    - 光路图介绍 \iAkF`OC  
    - 参数运行介绍 iK6L\'k  
    - 参数优化介绍 =yiRB?  
     其他测量系统示例： |b{XnD_g  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) TdI5{?sW  
    C`3}7qi|C  
    1@C0c%  
    QQ：2987619807     g]R }w@nJ  
     
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