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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) )O+9 v}2  
    Lh,<q >t  
    应用示例简述 ! TRiFD  
     \o3i9Q9C  
    1. 系统说明 gM= ~dBz  
     HmiwpI  
    光源 CRx:3u!:  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) :g\qj? o  
     元件 ]v#T'<Nl  
    — 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 |zUDu\MZ{  
     探测器 6Q>w\@lF  
    — 干涉条纹 n/ 8fv~zU  
     建模/设计 Y/hay[6  
    — 光线追迹：初始系统概览 ~KNxAxyVi  
    — 几何场追迹加(GFT+)： f2Slsl;  
     计算干涉条纹。 w5|"cD#8A  
     分析对齐误差的影响。 mR{0*<  
     < 37vWK1+  
    2. 系统说明 <0vvlOL5  
     ~cez+VQe  
    参考光路 *%8us~w5/  
    ILpB:g  
    3. 建模/设计结果 1`uIjXr(  
    *GDU=D}  
    $ OR>JnV  
    4. 总结 4EELaP|%  
     b9vKux  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 L%<1C \k  
     xM*v!J,  
    1. 仿真 BkJcT  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 b6i0_fOO  
    2. 计算 eu4x{NmQ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9X(bByEO  
    3. 研究 vS0P] AUo  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Ug"B/UUFd  
    l nZ=< T  
    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。 q@\D5F% >  
     U8c0C/  
    应用示例详细内容 QO k%Q$^G  
    系统参数 Nhf!;>  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 $`Ou*  
     |fA[s7)  
     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。 =:2V4H(F  
    S*]IR"YL  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 mI.*b(Irp  
     Soa.thP  
    2. 说明：光源 !!QMcx_C#/  
     0I cyi#N  
    %mq]M  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 87HVD Di  
     因此，相干长度大于1m h!Ka\By8#  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 =thgNMDm"  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 w7 QIKsI0  
    $'&5gFr9  
    T#( s2  
     $+mmqc8  
    3. 说明：光源 xJ3#k;  
    X23TS`  
    *L^{p.K4  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 >GjaA1,  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 5~sJ$5<,  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 uM\~*@   
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     w3& F e=c  
    4. 说明：光学元件 `@ `CZg  
    Zj}, VB*T  
    "NJ!A  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 tf/ f-S  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 D8h~?phK  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 P2oR C3~  
     透镜材料为N-BK7。 1 t#Tp$  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 K=~h1qV:  
     lP@9%L  
    >g F  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 P#yS]F/  
     !WY@)qlf  
    Vb1@JC9b  
     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)。 c XY!b=9  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 MVTU$ 65  
    E7*]t_p"  
    6. 分光器的设置 SKYS6b  
    B0YY7od  
    F\XzP\  
    oACE:h9U  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 s{CSU3vYmi  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 mG2}JWA  
     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 Gd'^vqo<  
    )`U T#5  
    7. 合束器的设置 mB!81%f%|  
    ;z[yNW8  
    XL"e<P;t  
    !867DX3*  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 )JZfC&,  
     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。 a @TAUJ,  
    =,(Ba'  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 S4 tdW A  
    7u!p.kN  
    6b)1B\p  
     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)。 kDm=Cjxv  
    应用示例详细内容 K7y}R%Q F  
    仿真&结果 GHoPv-#  
    NcPzmW{#;g  
    1. 结果：利用光线追迹分析 yCQpqh  
    yJgnw6>r2  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I]} MK?  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    A]>0lB  
    7$w:~VZ  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 2Gx&ECa,  
    dLo%+V#/A  
    H p1cVs  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 @jjp\~  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 3L#KHTM  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    AJq'~fC;I  
    4}l,|7_&I  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 _:TD{EO$  
    6g<JPc  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 6KV&E8Gn  
     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°。 X3q'x}{  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ZL-@2ZU{1  
    <6Br]a60RR  
    4. 对准误差的影响：元件平移 =WN6Fj`  
    ~C[R%%Gu  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 `33+OW  
     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。 |~'{ [?a*  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 l%;)0gT  
    Z\NC+{7k]  
    D<nTo&m_  
    5. 总结 sHAzg^n}r  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 l=kgRh  
    3``$yWWg  
    4. 仿真 "j~=YW+l  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 1{"e'[ L  
    N7Dm,Q]  
    5. 计算 e}7qZ^  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 JTdK\A>l  
    ?EKYKLwr  
    6. 研究 {iHC;a5gb$  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 O4( Z%YBe  
    ?^k-)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。 =@B9I<GKf  
    ou@Dd4  
    扩展阅读 ~ / "aD  
    K2)),_,@5+  
    1. 扩展阅读 2<U5d`  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 +-HaYB|p  
    }LQ&AIRN  
     开始视频 v@< "b U  
    - 光路图介绍 AY|8wf,LS  
    - 参数运行介绍 nwW `Q>+#U  
    - 参数优化介绍 >.~^(  
     其他测量系统示例： `P"-9Ue=  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) %-H  
    #jK{)%}mA  
    =3""D{l  
    QQ：2987619807     f+J<sk  
     
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