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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) 0o 8V8 :  
    %w3tzE1Hq  
    应用示例简述 ORIXcj]  
     VY!A]S"  
    1. 系统说明 A_.}- dzF  
     lO1]P&@  
    光源 7VfPS5se  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) S\2@~*{-8  
     元件 lBG"COu  
    — 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 _U~~[I  
     探测器 X;dUlSi  
    — 干涉条纹 c 1{nOx  
     建模/设计 <EuS6Pg  
    — 光线追迹：初始系统概览 W3B:)<f  
    — 几何场追迹加(GFT+)： RJD(c#r$  
     计算干涉条纹。 h,i=Y+1  
     分析对齐误差的影响。 U/{#~P5s  
     f(c#1AJE53  
    2. 系统说明 U ~8, N[  
     BIjkW.uf  
    参考光路 Fma#`{va  
    VO,F[E~_  
    3. 建模/设计结果 &^F'ME  
    ~Z ;.n p(T  
    ;fm> \f  
    4. 总结 *#o2b-[V  
     Y]"lcr}  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 rCdTn+O2  
     na] 9-~4  
    1. 仿真 fa(-&;q  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 a)M3t  
    2. 计算 ?H21Ru>:*  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6'1Lu1w  
    3. 研究 ZtOv'nTD  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 qGECw#  
    zkHyx[L  
    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。 s'k} .}  
     dwUs[v   
    应用示例详细内容 -;&-b>b  
    系统参数 vH>s2\V"  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 l#3jJn  
     (Cbm*VL  
     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。 $&. rS.*  
    4siq  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 uB+ :sX-L  
     G5!!^p~  
    2. 说明：光源 U/>l>J5  
     }n?D#Pk,  
    [g$IN/o%  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 D]+@pK b  
     因此，相干长度大于1m +pbP;zu  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 <ua! ]~  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 zl)r3#6hW  
    #e&LyYx4  
    /O[ Z  
     4+F@BxpB  
    3. 说明：光源 "Q;Vy t  
    \N)!]jq  
    fq !CB]C  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 GCp90  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 MN_1^T5  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 lYy:A%yDT  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     e J:#vX86  
    4. 说明：光学元件 jN!sL W  
    iy|xF~  
    DU:+D}v l  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 xm> y3WC  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 U DHMNubB  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 +jj] tJ$[  
     透镜材料为N-BK7。 *N%)+-   
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 /B5rWJ2AS  
     1N+ju"2R  
    0t)5KO  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 HUx -8<ws  
     7h\U}!  
    W(PNw2  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 p}q]GJ  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。  T_<:  
    k<%y+v  
    6. 分光器的设置 K]ds2Kp&  
    >;~ia3  
    cd)}a_9  
    k~qZ^9QB~  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 sb</-']a  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 0#/Pc`z C  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 *TYOsD**9  
    y@dTdR2Wc  
    7. 合束器的设置 *m`F-J6U  
    HvW6=d(#  
    Z xR  
    LO)p2[5#R  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 d 2z!i^:  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 6o]>lQ}  
    Fj1'z5$  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 N0UZ%,h\  
    1yjP`N  
    1K[y)q  
     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)。 S5wkBdr{  
    应用示例详细内容 jYsg'Rl  
    仿真&结果 l1]'3]P(  
    %DhLU~VX  
    1. 结果：利用光线追迹分析 PfJfa/#pA  
    p i\SRDP  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 -FQS5Zb.!  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    DcEGIaW  
    zc!q a"4yM  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 tj[-|h  
    CMHg]la  
    0]l9x}  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Q=#!wWVP  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Lq{/r+tt/  
     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。
    dt(Lp_&v  
    wyv%c/WlS  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 q8 Rep  
    OCI{)r<O2m  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 n$ZxN"q <  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 gBo~NLrf  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Xvn \~Vr  
    l7uEUMV  
    4. 对准误差的影响：元件平移 2 m2$jp0  
    !9EbG  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 :/i13FQ  
     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。 4 zipgw  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 RH&}'4JE:  
    9v76A~~  
    c_syJ<  
    5. 总结 I9kBe}g3  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;;n=(cM|z  
    1:Xg&4s  
    4. 仿真 2w /qH4  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ' g Fewo  
    GlaZZ,   
    5. 计算 KPdlg.  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 hPrE  
    H]>7IhJ  
    6. 研究 +!<{80w  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 gO m%?sg  
    z. xRJ  
    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。 _O"C`]]  
    fh@/fd  
    扩展阅读 zM<yd#`yt8  
    &A~(9IV  
    1. 扩展阅读 &Ef6'  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 P%Wl`NA P  
    %)j^>W5  
     开始视频 +g8uV hC  
    - 光路图介绍 H9rZWc"*  
    - 参数运行介绍 l[{Ci|4  
    - 参数优化介绍 rOXh?r  
     其他测量系统示例： 2%t!3F:  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) tq5o  
    szD BfGd%j  
    LrnE6 U9  
    QQ：2987619807     IR<*OnKn  
     
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