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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) m?GBvL$  
    F}MjZZj(U=  
    应用示例简述 ecvQEK2L  
     C)hS^D:  
    1. 系统说明  2:GS(%~  
     a!guZUg6  
    光源 \ ]v>#VXr_  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) [+;>u|  
     元件 djmd @{Djt  
    — 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 &uP,w#  
     探测器 W<Ri(g-  
    — 干涉条纹 7fE U5@  
     建模/设计 .:r l<.  
    — 光线追迹：初始系统概览 ;T hn C>U  
    — 几何场追迹加(GFT+)： vLI'Z)\  
     计算干涉条纹。 pmfL}Dn  
     分析对齐误差的影响。 ;x,yGb`  
      9q[ d?1  
    2. 系统说明 d RIuA)0s  
     y?OK#,j  
    参考光路 D4Z7j\3a  
    ?LSwJ @#  
    3. 建模/设计结果  hik.c3  
    zoibinm}Eg  
    kltorlH  
    4. 总结 aO &!Y\=@  
     P1_6:USBM  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s.$:.*k  
     .C|dGE?,  
    1. 仿真 # KUN ZW  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Lrjp  
    2. 计算 l3N '@GO  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lK Ry4~O  
    3. 研究 -[}AhNYK  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 HC!5AJ&+}v  
    @Ta0v:Y  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 o)WzZ,\F^J  
     s{uSU1lQn  
    应用示例详细内容 0u}+n+\g  
    系统参数 1EMrXnv,  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 EG!Nsb^,  
     X?7s  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 'i:S=E F  
    !ZS5}/ZU  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 s:xt4<  
     L_5o7~`0  
    2. 说明：光源 XyYP!<].C  
     8}aSSL]  
    @yNCWa~N  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 q|_Cj]{  
     因此，相干长度大于1m _ |G') 9  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 h'B0rVQia>  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 . efbORp  
    RDxvN:v  
    MjW{JR)I  
     ^!6T,7 B B  
    3. 说明：光源 )1/J5DI @8  
    wvI}|c  
    3Vk<hBw2  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 DD'RSV5]  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 w""  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 LG vPy  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     9w<k1j  
    4. 说明：光学元件 G LA4O)  
    ._p^0UxT  
    ua!RwSo  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Va$JfWef  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 fBLR  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 w|U 7pUz  
     透镜材料为N-BK7。 (m() r0:@  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Na.)!h_Kn'  
     ]t-B-(D  
    XZ 4H(Cj  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 rT'<6]`  
     /Z2 g >  
    7 V=%&+  
     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)。 `aL4YH-v  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 MC_i"P6a  
    LIh71Vg/cc  
    6. 分光器的设置 l(3\ekU!  
    V4. }wz_Y  
    -:Jn|=  
    ui&^ m,  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 #{~3bgY  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 oF.H?lG7`  
     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 U=N]XwjVK<  
    lj %k/u  
    7. 合束器的设置 4EFP*7X  
    `l-R?C?*!  
    (RLJ_M|;/b  
    eB5<N?;s  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ^ oh%Ns  
     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。 (h27SLYm  
    k(wJ6pc  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ~!ICBF~j  
    ^"4u1  
    u`wT_?%w  
     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)。 [KsVI.gn  
    应用示例详细内容 m@y_Wt  
    仿真&结果 <Q?_],ip  
    9 F|e .  
    1. 结果：利用光线追迹分析 C72btS  
    C<hb{$@  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ?v Z5 ^k  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    qR8 BS4q_p  
    -P$E)5?^  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 0u8(*?  
    !Nno@S P@  
    >}B~~C;  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 J.pe&1  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 @-BgPDi.Z  
     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。
    !' jXN82  
    AK5$>Pkvk  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Wg5i#6y8w  
    {#%;HqP  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 p&(~c/0  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 Ujss?::`G  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }NETiJ"6  
    -I{J]L$S #  
    4. 对准误差的影响：元件平移 -Q P&A >]7  
    jY5BVTWnV  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 nwAx47>{  
     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。 +hd1|qa4  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 V39)[FH}  
    IP+1 :M  
    pI{s )|"  
    5. 总结 d^jIsE`  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1Qgd^o:d  
    1~Z Kpvu  
    4. 仿真 POvpaPAZ<  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 s\ i.pd:Q  
    QtsyMm  
    5. 计算 N0G-/  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 QprzlxB  
    YP vg(T  
    6. 研究  LYX\#  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 44kb  
    N^8 lfc$a  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 [/I1%6;  
    zVs|go>F  
    扩展阅读 7w=%aW|  
    ?W"9G0hTqM  
    1. 扩展阅读 iiZK^/P$  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 CQNt  
    R0*+GIRA(  
     开始视频 Ctxx.MM  
    - 光路图介绍 :}18G}B  
    - 参数运行介绍 }qOC*k:  
    - 参数优化介绍 |_;Vb  
     其他测量系统示例： y3!=0uPf  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) <U$A_ ]*w  
    X*'-^WM6  
    s(I7}oRWsL  
    QQ：2987619807     xbA% 'p  
     
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