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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) u iEAi  
    k5ZkD+0Jo  
    应用示例简述 ghu8Eg,Y  
     lX*IEAc  
    1. 系统说明 :*0l*j  
     0X'2d  
    光源 M);@XcS  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) {YzRf S  
     元件 oiL^$y/:;z  
    — 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 k,UezuV  
     探测器 ^:F |2  
    — 干涉条纹 {:m%n-  
     建模/设计 5o P 3 1  
    — 光线追迹：初始系统概览 qJ8@A}}8  
    — 几何场追迹加(GFT+)： c 6"hk_  
     计算干涉条纹。 @+(TM5Ub  
     分析对齐误差的影响。 d5z?QI  
     1O{x9a5Z?O  
    2. 系统说明 *'&mcEpg  
     j9XRC9   
    参考光路 Sy?O(BMo  
    Nt^9N #+N  
    3. 建模/设计结果 2A^>>Q/,u  
    1s@%q <  
    alB[/.1  
    4. 总结 a&*fk?o  
     $Z8=QlG>  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _ Uxt9 X  
     Ous_269cM  
    1. 仿真 h;(#^+LH  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 D3BNA]P\2@  
    2. 计算 6I yD7PQ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~c*$w O\  
    3. 研究 G6?+Qz r  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $%ts#56*  
    2kS]:4)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。 y>DvD)  
     M],}.l  
    应用示例详细内容 Gj%cU@2  
    系统参数 %Gk?f=e  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ^3B&E^R  
     $B3<"  
     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。 vg6 ' ^5S7  
    L9G xqw  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 HpD<NVu  
     |*w}bT(PfR  
    2. 说明：光源 :XP/`%:  
     \k69 S/O  
    p[zKc2TPk  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 37S  bF,G  
     因此，相干长度大于1m F/ODV=J-  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ? !dy  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ? V0!N;  
    G; *jL4  
    .P|_C.3- l  
     jBO/1h=  
    3. 说明：光源 gq^j-!Q)Q<  
    `~hB-Z5dI  
    N`JkEd7TT  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 yi*2^??` 1  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 dV( "g],  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 *QIlh""6  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
      )Uk!;b  
    4. 说明：光学元件 :=iP_*#  
    a->;K+  
    !FqJP OGm  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 XmK2Xi;=b  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 5a PPq~%  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 LL}|# %4d  
     透镜材料为N-BK7。 {-T}"WHg7  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 _shoh  
     S{qc1qj  
    }KBz8M5  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 zree}VqD;5  
     ID#p5`3n  
    f[AN=M"B"s  
     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>&o_bzp  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ;_HG 5}i  
    w Bi'KS  
    6. 分光器的设置 [T(XwA)  
     <:,m  
    vH^6O:V  
    'nrX RDb  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 $mV1K)ege  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 -8r';zR  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 eYN =?  
    NM`5hd{  
    7. 合束器的设置 gyz#:z$p^  
    EU@ BNja  
    X#|B*t34  
    8,0WHivg  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Cw*:`  
     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。 hLqRF4>L  
    T ke3X\|  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 BkP'b{z|  
    t+ ,'  
    GV+K] KDI  
     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)。 e|t@"MxvC  
    应用示例详细内容 Q1A_hW2x  
    仿真&结果  ?)_?YLi  
    ;V=Y#|o  
    1. 结果：利用光线追迹分析 eWgqds&#  
    \-]zXKl2k  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 e;*GbXd|  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    >{seaihK  
    [eWZ^Eh"I  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 )2tDX=D  
    EDl*UG83G  
    e2~$=f-  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 pQ_EJX)  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 0gLl>tF[H  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    Skb d'j  
    !iys\ AV  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 OH(w3:;[8  
    u n)YK  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 7CK3t/3D  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 '^npZa'%sW  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Qb.Ve7c  
    XTibx;yd<  
    4. 对准误差的影响：元件平移 R/_bk7o]H  
    ;*H@E(g  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 o4^|n1vN  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 `/"rs@  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ,w9:)B7  
    K+s@.D9J  
    3.t j%+  
    5. 总结 uIvAmc4  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !Qqi%  
    SJ4+s4!l <  
    4. 仿真 `GBa3  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 **D3.-0u&  
    '{[n,xeR  
    5. 计算 V,*<E&+  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 __3s3YG  
    ]52.nxs~  
    6. 研究 '[Ue0r<jn  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 MMQ^&!H  
    xA&RMu&  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 e #5LBSP  
    j_ \?ampF  
    扩展阅读 !:GlxmtoW?  
    I<``d Ne9Q  
    1. 扩展阅读 SqF `xw  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 f*:DH4g }B  
    ~ \{a<-R  
     开始视频 pGsk[.  
    - 光路图介绍 `hVi!Q]*P  
    - 参数运行介绍 ]RvFn~E!s  
    - 参数优化介绍 Q| 6lp  
     其他测量系统示例： PX} ~  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) k(]R;`f$W  
    2m*g,J?ql  
    \Fs+H,S<  
    QQ：2987619807     Rs +),  
     
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