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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) 6Y 4I $[  
    ?yq $ >Qba  
    应用示例简述 "n Zh u k  
     ] 1:pnd  
    1. 系统说明 !}$,) ~<+H  
     +|OrV'  
    光源 jy kY8;4  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 3R|C$+Sc  
     元件 A@HCd&h  
    — 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 y G{;kJ P  
     探测器 /E|Ac&Qk  
    — 干涉条纹 5N'Z"C0  
     建模/设计 sm1(I7y  
    — 光线追迹：初始系统概览 J-3%.fX,  
    — 几何场追迹加(GFT+)： >kN%R8*Sx  
     计算干涉条纹。 Qjl.O HO  
     分析对齐误差的影响。 _w\A=6=q|  
     ,FP<# 0F*a  
    2. 系统说明 m-h+UKt  
     UrhSX!g/A>  
    参考光路 $RJpn]d j  
    :t#N.[=&#  
    3. 建模/设计结果 {:!CA/0Jx  
    nsM :\t+ p  
    lgL|[ik`  
    4. 总结 Ki_8g  
     6k%Lc4W  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 re-;s  
     pk&;5|cCD  
    1. 仿真 7yDWcm_y  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 c&rS7%  
    2. 计算 lMN3;}K  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 = "N?v-  
    3. 研究 c|,6(4j>$  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 OU /=wpt  
    @9X+ BdQU  
    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。 kbHfdA  
     ~$ FgiW  
    应用示例详细内容 Z91GM1lrf8  
    系统参数 [$bK%W{f  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 |[lmW%  
     ;I5u"MDHGI  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ]g0h7q)79  
    <hA1[S}  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 F=qG +T  
     4sCzUvI~Y1  
    2. 说明：光源 /eI]!a  
     m[t4XK  
    )^^Eh=Kbj  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ys#V_ysb  
     因此，相干长度大于1m rCTH 5"  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 4U1!SR]s  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 >Y\$9W=t  
    pm 4"Q!K  
    gq+|Hr  
     0:SR29(p1  
    3. 说明：光源 i4XE26B;e  
    \j$q';9p  
    s?g`ufF.t  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 )PNeJf|@  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 jZ5 mpYUO  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 >cE@m=[  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     JO^E x1c  
    4. 说明：光学元件 PU\?eA  
    3r[}'ba\  
    W_sAk~uK/  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 x2M'!VK>n1  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 "iC*Eoz#.  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 q|N/vkqPz  
     透镜材料为N-BK7。 L,<5l?u  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 P`$"B0B)  
     @0 mR_\u\  
    zv%9?:  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Jn/"(mM  
     uoIvFcb^  
    +F9)+wT~;q  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 zxV,v*L)  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 e_6-+l!f  
    mg)ZoC  
    6. 分光器的设置 Xaca=tsO  
    D@]*{WO  
    ,vnHEY&  
    !RJuH;8  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Gh:hfHiG  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 64hl0'67y  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 uzA_Zjx  
    #RG/B2  
    7. 合束器的设置 '^!1AGF  
    k$u/6lw]IB  
    O$2'$44HX  
    9MmAoLm  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 X;hV+| Bo  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 F_?aoP&5  
    :JEzfI1  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 e{~3&  
    _2wU(XYH  
    -S ASn  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 2[#7YWs  
    应用示例详细内容 n&51_.@Q  
    仿真&结果 )Yc jx~   
    BfcpB)N&.K  
    1. 结果：利用光线追迹分析 O=9mLI6  
    !D_Qat  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 -j6&W`  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    {5$.:Y  
    ]4$t'wI.  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 C`uZr k/  
    {NS6y\,  
    RwG@C|sG  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 AaVj^iy/X  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 EEU)eltI  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    RP"YSnF3  
    4t%g:9]vr  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 aWG7k#nE  
    IC1oW)  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 w=UFj  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 4FWb5b!A=  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 @Yv.HhO9  
    LFi8@  
    4. 对准误差的影响：元件平移 S#kA$yO  
    xcF:moL  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 #`1@4,iC  
     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。 aQMUC6cPM@  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 /4]<ro67E6  
    U X?EOrfJ  
    7kQZ$sLc  
    5. 总结 x9,X0JO  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $rb #k{  
    jO|D# nC  
    4. 仿真 [SFX;v!9  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^9{mjy0Q  
    0""t`y&  
    5. 计算 LQ7.RK  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !,}F2z?4c  
    0gI^GJN%Y!  
    6. 研究 ?"d25LyN  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *?'^R c  
    PD- <D~7  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ^1#"FU2cP  
    9]{(~=D7  
    扩展阅读 IQ${2Dpg[  
    r34q9NFT5  
    1. 扩展阅读 oj|\NlR  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 /M}jF*5N  
    D*Cn!v$  
     开始视频 0/1Ay{ns  
    - 光路图介绍 Nq$Xe~,*  
    - 参数运行介绍 X ^ ?M4  
    - 参数优化介绍 :sf(=Y.qA  
     其他测量系统示例： b,Z\{M:f;F  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) S? -6hGA j  
    b3>`%?A  
    d".Xp4}f  
    QQ：2987619807     x&ngCB@O  
     
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