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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) 9 AJ(&qY(  
    Zu7)gf  
    应用示例简述 q.;u?,|E/  
     /'/Xvm3  
    1. 系统说明 5 sX+~Q  
     0)gdB'9V_  
    光源 'dn]rV0(C  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m)  094o'k  
     元件 W)bLSL]`E  
    — 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 ?32&]iM oW  
     探测器 :=Nz }mUV  
    — 干涉条纹 ')cMiX\v  
     建模/设计 ZP(f3X@  
    — 光线追迹：初始系统概览 J\b^)  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 1eF3`  
     计算干涉条纹。 tS6qWtE  
     分析对齐误差的影响。 h'{ C[d  
     Te[n,\Nb  
    2. 系统说明 F'21jy&  
     ,0!}7;j_c  
    参考光路 lN Yt`xp  
    )?anOD[  
    3. 建模/设计结果 ;>Ib^ov  
    xA$XT[D  
    2fL;-\!y(  
    4. 总结 glDu2a,Q  
     T{-CkHf9Q  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 50S&m+4d+  
     MDnua  
    1. 仿真 7fZDs j:  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ``hf=`We  
    2. 计算 8<QdMkI  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 <eWf<  
    3. 研究 R\!2l |_  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 W:pIPDx1=!  
    #cI{Fe0h  
    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。 , s"^kFl  
     _ 9F9W{'  
    应用示例详细内容 vg32y /l]S  
    系统参数 M/"I2m   
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 rX2.i7i,  
     W')Yg5T  
     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。 n-tgX?1'  
    VA#"r!1  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *Q "wwpl?  
     $Nhs1st*8  
    2. 说明：光源 p8Qk 'F=h  
     *RJG!t*t  
    n{ar gI8wF  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 @niHl  
     因此，相干长度大于1m t.i 8 2Q  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 &w_j/nW^'  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 g}1B;zGf  
    Z 2V.3  
    2K/4Rf0;  
     "#2a8#  
    3. 说明：光源  iu=7O  
    KJ)k =mJ  
    K0|FY=#2y  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 d:C'H8  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 RbOUfD(J4  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 :!WHFB o 8  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     z]_wjYn Z  
    4. 说明：光学元件 ^@s1Z7  
    *av<E  
    B9jC?I |`  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 h+g_rvIG*  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 R'as0 u\  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 BYL)nCc  
     透镜材料为N-BK7。 0d)M\lG  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 FrGgga$  
     Bu~]ey1  
    2lH&  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 k<CJ{u0<  
     gwuI-d^  
    >* f-Wde  
     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)。 5H<m$K4z  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 hd%F nykq  
    M2,l7  
    6. 分光器的设置 N2^=E1|_  
    UNu#(nP  
    [Kg+^N% +  
    NRs13M<ftf  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 g[' ^L +hd  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 -">;-3,K  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 e:DCej^z  
    t6 "%3#s  
    7. 合束器的设置 %HhnSi1K  
    l`lk-nb  
    RB7tmJ c  
    cKca;SNql1  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 U`(ee*}o  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 i &nSh ]KK  
    f643#1  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 y&$A+peJ1  
    _}Ac n$  
    mp1@|*Sn  
     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)。 ,wb:dj-  
    应用示例详细内容 EHJ.T~X  
    仿真&结果 l ^0@86  
    O3,jg |,  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Xx~Bp+  
    hn G Z=  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 &-)N'  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    8b& /k8i:  
     JYI,N  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 AofKw  
    n:?a$Ldgm  
    Woy m/[i  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 `r6,+&  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。  ?(1 y  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    76{G'}B  
    tCH!my_  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 3qC}0CP*  
    AO4U}?  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 kiaw4_  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 >1Ibc=}g  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Rh{f5-  
    kS);xA8s]  
    4. 对准误差的影响：元件平移 D;*SnU(9L  
    m=:9+z  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 +{.WQA}z\  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 %YscBG  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 cOJo3p;&  
    zR:L! S  
    EI%89i`3^  
    5. 总结 S9y}  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U?Zq6_M&  
    mO7]9 p  
    4. 仿真 QA`sx  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 -G rE} L  
    j</: WRA`]  
    5. 计算 {%H'z$|{  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 |0b`fOS  
    kbQ>a5`,x  
    6. 研究 A?P_DA  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 XNkn|q2  
    6A-|[(NS  
    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。 R 'zWYQ  
    KkbDW3-  
    扩展阅读 r`d4e,(  
    \Gvm9M  
    1. 扩展阅读 ;*Et[}3  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 |/{=ww8|  
    oD .Cs'  
     开始视频 ;N0XFjdR  
    - 光路图介绍 qo bc<-  
    - 参数运行介绍 Zb>?8  
    - 参数优化介绍 q>+k@>bk @  
     其他测量系统示例： V**~m9f  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) sDlO#  
    K w ]=  
    sUQ@7sTj  
    QQ：2987619807     hHnYtq  
     
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