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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) Xz/5 Wis4  
    =+I~K'2  
    应用示例简述 lrn3yDkR?  
     N0Y$QWr_$  
    1. 系统说明 px|y_.DB2x  
     a/})X[2  
    光源 jZRf{  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) b=V"$(Q  
     元件 j$2rU'  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 YH_mWN\Wu  
     探测器 JCL+uEX4S  
    — 干涉条纹 XUI9)Ne  
     建模/设计 zDEX `~c  
    — 光线追迹：初始系统概览 pKSn 3-A  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ;3 N0)  
     计算干涉条纹。 |I; tBqN{u  
     分析对齐误差的影响。 G9`;Z^<L  
     hLs<g!*O  
    2. 系统说明 B8XW+U  
     D'{NEk@  
    参考光路 Uavr>-  
    " Bz\<e&u  
    3. 建模/设计结果 TH;kJ{[}  
    IJWUNKqo=  
    z%lu%   
    4. 总结 4*j6~  
     *u?QO4>  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @D?KS;#  
     U9?fUS  
    1. 仿真 AXnuXa(j  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 x,U '!F  
    2. 计算 W^a-K  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 goE \C  
    3. 研究 {}sF ?wZf  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 gdPPk=LD  
    6MewQ{hi  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 J$aE:g6'  
     n\-nBrVSf  
    应用示例详细内容 fX ^h O+f  
    系统参数 5%qq#;[ n  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 d4#CZv[g/  
     ce3UB~Q  
     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。 Su4&qY  
    kp6{QKDj&  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 #9( 0.!v  
     |S0w>VH>  
    2. 说明：光源 eD(;W n  
     ~wtK(U  
    Az+k8=?  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 li @:  
     因此，相干长度大于1m Z<yLu'48)A  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 S7B7'[ru  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 GiZv0>*x  
    0[# zn  
    J]!&E~Y  
     Rudj"OGO  
    3. 说明：光源 Z! /!4(Fh  
    c\Z.V*o  
    ]+"25V'L  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 !J6;F}Pd/  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 { R`"Nk  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 \&6^c=2=  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     3)6TnY/u6{  
    4. 说明：光学元件 =O1py_m  
    d3[O!4<T  
    nrF5^eZ#  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 D<QE?:#  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 eT'Z;ZO  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 hZ[(Ik]*Zd  
     透镜材料为N-BK7。 f?qp*  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 [ ,&O  
     :Rroz]*  
    A6?!BB=]  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 %w3Y!7+  
     ppP0W `p  
    6CV9ewr  
     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)。 0| }]=XN^  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 H{BP7!t[V  
    T2dv!}7p  
    6. 分光器的设置 lz [s  
    6IPQ}/l  
    xXRlQ|84  
    1iJaj  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 FK+`K<  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 vTl7x  
     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 JW}O`H9  
    tW -f_0a.  
    7. 合束器的设置 @2;/-,4O  
    ,\RZ+kC>~  
    c gOkm}h  
    Ncr*F^J4  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 u85  dG7  
     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。 $`&zIz  
    a;h.I}*]  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 (MGYX_rD  
    2X,`t%o  
    :pCv!g2  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 .Cz9?]jyI  
    应用示例详细内容 XCd[<\l  
    仿真&结果 ]ft}fU5C1  
    <}Hs@`jS  
    1. 结果：利用光线追迹分析 wj2z?0}o  
    0a}a  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 O63:t$Yx#  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    m>9j dsqB  
    -(lCM/h  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 EXEB A&*  
    ' 4.T1i,  
    !dV2:`|+  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 G -V~6  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 mXOY,g2w  
     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"jvDYH  
    8)ykXx/f@  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 +A-z>T(  
    IBz)3gj J  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 X.GK5Phd  
     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°。 VCX^D)[-  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 O^~Z-; FA  
    ]ne  
    4. 对准误差的影响：元件平移 NHQi_U  
    mMw--Gc?  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 BMO&(g  
     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。 ~7>D>!!  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 uqvS  
    Z 5 Xis"j  
    =`ECM7  
    5. 总结 T h!;zu^t  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /8wfI_P>M"  
    slQEAqG)B  
    4. 仿真 57Bxx__S4`  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 $'n?V=4  
    dK41NLGQ  
    5. 计算 J,*+Ak ~  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8?LHYdJ  
    n.=Zw2FE  
    6. 研究 3}lIY7 O  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 8`z  
    6xLQ  
    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。 <-DQ(0xg  
    oFKTBH:I  
    扩展阅读 _9y! ,ST  
    "j8`)XXa(  
    1. 扩展阅读 SQJ +C%   
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 9v/=o`J#  
    X<Ag['r  
     开始视频 w!jY(WK U  
    - 光路图介绍 gh `]OxA  
    - 参数运行介绍 /\MkH\zg  
    - 参数优化介绍 ,uPN\`.u8  
     其他测量系统示例： ?&=JGk^eJ  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) >en\:pJn)'  
    biPj(Dd  
    [r1dgwh8  
    QQ：2987619807     P1^O0)  
     
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