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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) zZ11J0UI  
    m[t4XK  
    应用示例简述 dQkp &.  
     XX:?7:j}[8  
    1. 系统说明 -T0@b8  
     HT: p'Yyi  
    光源 /l)|B  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) !eH9LRp  
     元件 R | &+g\{;  
    — 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 w.2[Xx~  
     探测器 *;noZ9{"+  
    — 干涉条纹 zK P{A Sk  
     建模/设计 F6$QEiDu@  
    — 光线追迹：初始系统概览 d>f.p"B.gj  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 0M=U >g)  
     计算干涉条纹。 AzmISm  
     分析对齐误差的影响。 A3#^R%2)W  
     km(Mv  
    2. 系统说明 hj_%'kk-A  
     wj$J} F  
    参考光路 IB sQaxt.  
    q|N/vkqPz  
    3. 建模/设计结果 0<{zW%w  
    ;Wws;.~  
    1l(_SD;90t  
    4. 总结 WN+D}z]  
     :4(.S<fH)-  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Gd]!D~[1  
     Y9K$6lz  
    1. 仿真  LG/6_t}  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y\sSW0ZX  
    2. 计算 :*`5|'G}  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 M2.Pf s  
    3. 研究 =DT7]fU  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 f'2Ufd|J|  
    X9YYUnR2  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 EC]b]'._  
     j1yW{  
    应用示例详细内容 )U~,q>H+ %  
    系统参数 =y>g:}G7  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 *_aeK~du.  
     eVVm"96Q.;  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 "/O`#Do/  
    etPb^&#$  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 '|9fDzW"]  
     te 0a6  
    2. 说明：光源 ^zv,VD  
     OjUZ-_J  
    u$"dL=s!  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 has \W\(  
     因此，相干长度大于1m S S/9fT"[  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ZE!dg^-L  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 T/A[C  
    TCC([  
    "K7{y4  
     -j6&W`  
    3. 说明：光源 {5$.:Y  
    ]4$t'wI.  
    C`uZr k/  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 {NS6y\,  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 exn Fy-  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Yb~[XS |p  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     L*rND15  
    4. 说明：光学元件 /]mfI&l+9  
    >A+0"5+_p  
    ^Ia:e ?)W  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 c']3N  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 6zJ<27  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 sn4wd:b7%  
     透镜材料为N-BK7。 u+&t"B  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 g.& n X/  
     {GTOHJ2  
    '`/Qr~]  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 3k AhvL  
     }bW"Z2^nB  
    *kliI]B F]  
     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)。 w;LIP!T#  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 q13bV  
    \fHtk _  
    6. 分光器的设置 $rb #k{  
    jO|D# nC  
    0#gu7n|J  
    oi@/H\7j  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 <3[,bTIk  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ot"3 3I  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 X0h`g)Bbf  
    &vDK6w,  
    7. 合束器的设置 yJ\K\\]  
    *0K@^Db-  
    qqmhh_[T  
    <6 LpsM}  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 1Q&\y)@bT  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 \c"{V-#o\  
    mHm"QBa!  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 qmWK8}F.cE  
    ewOd =%  
    7Vn;LW  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 YA";&|V  
    应用示例详细内容 q_h=O1W  
    仿真&结果 M<4tjVQ6  
    p~n62(  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Kzj9!'0R  
    z1-JoZ  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 {Qe 7/ln!  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    -3z$~ {  
    pj~Ao+  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 cc*xHv^  
    _{eH" ,(  
    F5hOKUjv  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 TA2?Ia;@xV  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 &!kD81?Mm  
     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。
    _iJ8*v 8A  
    \Ax[/J2aO  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 }m`+E+T4  
    Lrr1) h  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 %ut^ O  
     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°。 9kpCn.rJ  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 #RJFJb/  
    4Jf6uhaE  
    4. 对准误差的影响：元件平移 4 Qo(Wl  
    g RX`61  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 L.cGt"{  
     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。 >ZE8EL  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 /2<1/[#  
    %, U@ D4w  
    Tlz $LI  
    5. 总结 Y &G]M  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Hn- k*Y/P  
    +d$l1j  
    4. 仿真 9XH}/FcP_O  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 rJ@yOed["b  
    W=[.. d  
    5. 计算 QSaJb?I  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 NoR=:Q 9e  
    &s+F+8"P+  
    6. 研究 B%.XWW$  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 O%>FKU>(?  
    nVO|*Bnf)  
    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。 v>4kF _N  
    *c 0\<BI  
    扩展阅读 JdP[ cN  
    AUan^Om  
    1. 扩展阅读 H.n+CR  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 _#kjiJj *  
    MFHc>O DA  
     开始视频 SWrt4G  
    - 光路图介绍 :~% zX*   
    - 参数运行介绍 hj8S".A_  
    - 参数优化介绍 voD0 u  
     其他测量系统示例： 4!I;U>b b  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) *Dz<Pi^  
    bnm3 cR:h"  
    ZeL v!  
    QQ：2987619807     3 zF"GT  
     
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