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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) $'Mf$h  
    jLVD37 P^  
    应用示例简述 hPBBXj/=  
     1a{r1([)  
    1. 系统说明 At=d//5FFP  
     0]c&K  
    光源 x@rQ7K>  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) q: FhuOP  
     元件 ~BJE~  
    — 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 C2v_] ,]  
     探测器 ^OWG9`p+  
    — 干涉条纹 J$1H3#VV G  
     建模/设计 ' :B;!3a0d  
    — 光线追迹：初始系统概览 T pF [-fO  
    — 几何场追迹加(GFT+)： -W('^v_*  
     计算干涉条纹。 F.$z7ee@  
     分析对齐误差的影响。 TMPk)N1Ka  
     ~d]v{<3  
    2. 系统说明 G|1.qHP[F  
     V)/J2-w  
    参考光路 OR~ui[w  
    =#W:z.w  
    3. 建模/设计结果 T*C25l;w  
    eZT8gKbjJ)  
    ;n(f?RO3X  
    4. 总结 a,RCK~GR  
     z6E =%-`  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U0j>u*yE  
     PZ8,E{V  
    1. 仿真 >;c);|'}q  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 oxc;DfJ_  
    2. 计算 ?c RF;!o"  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 g3NUw/]#  
    3. 研究 (=7"zE Cq#  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 kpn|C 9r  
    [h;I)ug[o(  
    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。 a&b/C*R_  
     zs#-E_^%M  
    应用示例详细内容 C'$}{%Cc@$  
    系统参数 <>\|hno}  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 x0Loid\f  
     +M I{B="7.  
     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。 >t cEx(  
    z f SE7i0  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 BVb^xL  
     \]Ah=`  
    2. 说明：光源 ekyCZ8iai  
     {\1bWr8!U  
    Wds>'zzS  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 t(*n[7e  
     因此，相干长度大于1m 'D5J5+.z  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ^ul1{  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 <9fXf*  
    $oQOOa@;i)  
    Zwc&4:5%  
     tz;o6,eb  
    3. 说明：光源 u5}:[4N%I  
    NzQvciJ@"  
    kb2C 9<  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 q ][kD2  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 '69)m~B0a  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 7w) 8s  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ~q566k!Ll!  
    4. 说明：光学元件 Pt5wm\  
    'W_NRt:  
    $GRwk>N  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -1Li&K7  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 (]'wQ4iQ  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 &EV%g6  
     透镜材料为N-BK7。 +-'F]?DN'  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 |(%<FY$  
     {"Sv~L|J;  
    h 8UhrD<:  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 #h=V@Dh  
     U!|)M  
    PxrT@.T$  
     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)。 )4uWB2ZRoi  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 lF(v<drkB  
    qA7,txQ:  
    6. 分光器的设置 C%yH}T\s  
    cOP'ql{"  
    &qXobJRM  
    AJi+JO-  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 D*-  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 S&UP;oc  
     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 ; j.d  
    bDWL Hdu a  
    7. 合束器的设置 vOlfyH>  
    V"4L=[le  
    jq)Bj#'7  
    y p{Dl  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 yy{YduI  
     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。 q#AEu xI1  
    j%'2^C8  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 QY)p![6Fj  
    =a,qRO  
    MS""-zn<  
     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)。 x*z&#[(0g!  
    应用示例详细内容 FA-cTF[,(  
    仿真&结果 %l&oRBC  
    }TMO>eB'  
    1. 结果：利用光线追迹分析 %_s)Gw&sq  
     Q(w;  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 &l2xh~L  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    G)s.~ T  
    M4)U [v  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 AAa7)^R  
    ((]i}s0S  
    3mU~G}ig  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 =A,B'n\R  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 M2cGr  
     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。
    Nxt:U{`T'  
    *D%w r'!>  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 )@DDs(q=i  
    9oc_*V0<  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ,TWlg  
     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°。 NL:-3W7vf  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ShC$ue?Q  
    >6Uc|D  
    4. 对准误差的影响：元件平移 JqO1 a?H  
    tm5{h{AM  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 )lLeL#]FLO  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 fmK~?  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ~-vCY  
    >Du=(pB  
    ]CLM'$  
    5. 总结 -B-G$ii  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8?LT*>!  
    O#;sY`fy_M  
    4. 仿真 A{\?]]/  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 j17h_ a;  
    qZF&^pCF}  
    5. 计算 _Vp"G)1Y  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 %2dzx[s  
    TO G4=y-N  
    6. 研究 }kQ{T:q4  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 RN 4?]8  
    B /uaRi%  
    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。 BhDg\oxZ  
    &G_#=t&  
    扩展阅读 A{;"e^a-^l  
    .g}N@  
    1. 扩展阅读 M7?ktK9`ma  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 s? ;8h &]=  
    3);P !W4>  
     开始视频 BAXu\a-C_  
    - 光路图介绍 C~4SPCU  
    - 参数运行介绍 N{bg-%s10i  
    - 参数优化介绍 ?WXftzdf6u  
     其他测量系统示例： Lqxh y s  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Kw"e4 a  
    _fZec+oM  
    ) ??N]V_U  
    QQ：2987619807     OEaL2T  
     
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