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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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    科学家
     
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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) [olSgq!3  
    _7:Bxx4B  
    应用示例简述 =d5;F`m  
     l{8O'4;  
    1. 系统说明 )3e_H s+  
     JLWm9c+UTG  
    光源 Y9#dAI[Gce  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) !0zcS7&P  
     元件 3)=ix. wW  
    — 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 O_2o/  
     探测器 58#nYt  
    — 干涉条纹 Z D"*fr  
     建模/设计 lbovwj  
    — 光线追迹：初始系统概览 UJL'4 t/  
    — 几何场追迹加(GFT+)： \^y~w~g?  
     计算干涉条纹。 Nes|4Z<  
     分析对齐误差的影响。 kkHK~(>G  
     W!XBuk-  
    2. 系统说明 qrw*?6mSQ  
     ; t9_*)[  
    参考光路 Px?"5g#+  
    .c<U5/  
    3. 建模/设计结果 }I}GA:~$%  
    X{!,j}  
    =m (u=|N3  
    4. 总结 5W fZd  
     w0$+v/  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^5~x*=_  
     PEjd  
    1. 仿真 gk8 v{'0Er  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 s@%>  
    2. 计算 `]GL3cIh:  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 V:5aq.o!  
    3. 研究 |p*cI @  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 p8.JJt^  
    9 {SzE /[  
    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。 OC,yLQ  
     n'pJl  
    应用示例详细内容 _[&.`jTFn  
    系统参数 M"K$.m@t  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 17l?li  
     ESIJ QM-[+  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 qPDRB.K|}  
    @0H0!9'  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 751Q i  
     #>~A-k)  
    2. 说明：光源 PW"?* ~&  
     NhYUSk ~u  
    oTb42a_j{  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Fpn'0&~-fi  
     因此，相干长度大于1m a ge8I$*`@  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 &dw=jHt  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 W!9~bBF',  
    4UW)XLu6T7  
    7bGt'gvv  
     SV95g@  
    3. 说明：光源 kMEXgzl  
    t^6ams$  
    d=vD Pf  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 WyQ8}]1b  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 jL 3 *m  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 K'"s9b8  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Z!'k N\z  
    4. 说明：光学元件 $OGMw+$C ^  
    eo!+UFZbY  
    "J}B lB  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 7uv"#mq  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 0@u{(m  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 b=WkRj  
     透镜材料为N-BK7。 Zcc7 7dRA  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 XWz~*@ci  
     /d }5R@Oy  
    I%j]pY4  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 qM^y@B2MO  
     Bz:Hp{7&  
    _m#TL60m  
     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)。 ~xPetkl@  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 <A\g*ld  
    %.uN|o&n  
    6. 分光器的设置 5(Q-||J  
    l`j@QP  
    RdpOj >fT  
    m<MN.R7  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 j6 _w2  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ^b.fci{1m  
     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 B(- F|q\  
    ZiH4s|  
    7. 合束器的设置 7 X~JLvN  
    \naG  
    #fyY37-  
    zRau/1Y0  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 t#]VR7]  
     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。 `\BBdQ#bH  
    AMK3I`=8WO  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 hNp.%XnnZ  
    c Ct5m  
    k.Z?BNP  
     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)。 Z\)P|#L$  
    应用示例详细内容 ]HG> Og  
    仿真&结果 ~~ty9;KYL  
    y dzvjp=  
    1. 结果：利用光线追迹分析 fjQIuM  
    L#_QrR6Sny  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 "MOmJYH  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    KZ [:o,jp>  
    H[r64~Sth  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 4)N~*+~\h  
    2+LvlS)C  
    %NL7XU[~  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 !6s]p%{V  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 WMoRosL74  
     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。
    t 9.iWIr  
    @oMl^UYM=  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ,=}+.ax  
    C[JPohm  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 @d[)i,d:G  
     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°。 @y# u!}  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 \'nE{  
    D4+OWbf6  
    4. 对准误差的影响：元件平移 vRO`hGH  
    C2J@]&  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 DJNM =v  
     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。 r*ry8QA  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 .lppT)P  
    mw=keY9]  
    jATN):8W  
    5. 总结 sJLJVSv8c  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 e(-Vp7vXG  
    {Hxziyv~Y(  
    4. 仿真 5kj=Y]9\I  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 lN::veD  
    SjU0X b)[  
    5. 计算 of.=n  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 <$'FTv  
    `q1K%id  
    6. 研究 `ve5>aw0_Y  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ob=IaZ@?  
    9uY$@7qH  
    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。 , @6_sl  
    /57)y_ \  
    扩展阅读 ]P(_ d'}  
    Yg")/*!H  
    1. 扩展阅读 e5cvmUF_W  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 -M?s<R[&  
    G]fx3=  
     开始视频 EXbhyg  
    - 光路图介绍  0GiL(e|  
    - 参数运行介绍 +P 9h%/Yk  
    - 参数优化介绍 y+a]?`2  
     其他测量系统示例： v!?>90a  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ,7|2K&C5  
    c5tCw3$t  
    nrI-F,1  
    QQ：2987619807     1x4{~g\  
     
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