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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) x}|+sS,g  
    JCD?qeTg  
    应用示例简述 t3a#%'Dv  
     x9&p!&*&IT  
    1. 系统说明 }vY.EEy!  
     gHZqA_*T8U  
    光源 l!:^6i  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) C `6S}f,  
     元件 j;+["mi  
    — 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 o,*=$/or  
     探测器 WL1\y|  
    — 干涉条纹 Pj&A=  
     建模/设计 [S0mY["  
    — 光线追迹：初始系统概览 *gDl~qNRoS  
    — 几何场追迹加(GFT+)： b]i>Bv  
     计算干涉条纹。 7&foEJ3q  
     分析对齐误差的影响。 #Kl}= 1 4  
     ' %&z.{  
    2. 系统说明 -=mwy  
     O1'K>teF%  
    参考光路 u{Ak:0G7  
    7 >bMzdH  
    3. 建模/设计结果 iD714+N(  
    V&iS~V0.  
    P#;Th8k{K2  
    4. 总结 j^nu|  
     ~b6GrY"vB  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 V^sc1ak1Q  
     i ?-Y  
    1. 仿真 0>FE%  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;A"\?i Q  
    2. 计算 *HeVACxo  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 kP^*h O!%  
    3. 研究 `ET& VV  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #c:kCZt#  
    ``4?a7!!  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 i*CnoQH  
     ^{[[Z.&R?  
    应用示例详细内容 dB7ZT0L\  
    系统参数 Ww`&i  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 hZU 1O  
     M1{(OY(G  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 y/tSGkMv  
    n NQ-"t  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 oKa>.e7.  
     ;==j|/ERe  
    2. 说明：光源 vQHpf>o  
     RRzP* A%=  
    ;s_"{f`Y6  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 5v|EAjB6o  
     因此，相干长度大于1m MGaiTN^_<  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 K*+6`z#fMF  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 L!y"d!6C  
    ;4kT?3$l  
    W.[BPR  
     Y;_T=  L  
    3. 说明：光源 S{:Cu}o  
    Nog(VN4I&  
    I`^YAbnb  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Yqj+hC6>,  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~kb{K;  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 {7X~!e|w  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     [h-norB((  
    4. 说明：光学元件 D#0O[F@l##  
    %l|\of7P2}  
     zy>}L #  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 "% Y u wMY  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 gtYRV*^q  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 x~+-VF3/  
     透镜材料为N-BK7。 s MZ[d\  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 J?D\$u:  
     s|2}2<+  
    kUbnVF5'  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 (/?R9T[V&^  
     fM ^<+o@  
    {Hk/1KG>  
     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)。 vr4S9`,  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ] .5O X84  
    - _t&+5]  
    6. 分光器的设置 m UgRm]  
    z_l. V/G)  
    k ,fTW^?  
    q-IWRb0j%a  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 vGN3 YcH  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 % wL,v.}  
     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 Xw^X&Pp  
    ik\S88|  
    7. 合束器的设置 Pfan7fq+  
    t)r1"oA  
    tlGWl0V?7Q  
    #ZTLrq5b  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 y x;h  
     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。 a5V=!OoMk  
    .$wLLE^*  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @a(oB.i  
    ym%o}( v-  
    D9o*8h2$  
     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)。 ikHOqJ-,m  
    应用示例详细内容 ;rHz;]si  
    仿真&结果 tIGs>, a=  
    ?v.Gn9Z&  
    1. 结果：利用光线追迹分析 fS I%c3  
    @T7PZB&xnl  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 'vlrc[|/  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    g+|Bf&_  
    zs8I  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 (}~ucI<~  
    `~nCbUUee  
    [z+x"9l0!  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 )U5u" ]9~  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 hdg<bZk:  
     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。
    wPH+n-&e  
    &+- e  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 b:Dg}  
    <V S2]13  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 =v 0~[ E4  
     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°。 Fu##'#  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 j38 6gL  
    5"gL.Ez  
    4. 对准误差的影响：元件平移 0;cuX@A/a?  
    r*Z_+a8  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 TQ-KkH}y  
     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。 fIkT"?  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 `M]BhW)  
    @C_ =*  
    4J}3,+  
    5. 总结 Q>%E`h  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 WZK :.y  
    7d9Z/J@>  
    4. 仿真 K~@`o-Z[  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 @_Sp3nWdu  
    E9R]sXf8  
    5. 计算 uO"8aD`W  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 PWG;&ma  
    Wr#~GFg  
    6. 研究 G?ZC 9w]rA  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 '!@A}&]  
    Tk](eQsy.v  
    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。 b9#m m  
    . s-5N\  
    扩展阅读 xVTo4-[p  
    Hz?,#>{  
    1. 扩展阅读 8]]@S"ZM,\  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =mLeMk/7 w  
    Xi+n`T'i  
     开始视频 DaCblX  
    - 光路图介绍 K0 QH?F  
    - 参数运行介绍 Ays L-sqR  
    - 参数优化介绍 )f[C[Rd  
     其他测量系统示例： Om6Mmoqh  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 2-7Z(7G{ F  
    Wl TpX`  
    C *Xik9n  
    QQ：2987619807     -R8/`M8GbD  
     
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