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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) ~zfF*A  
    5ph CEKt;  
    应用示例简述 7*{l\^ism;  
     g%= K rO  
    1. 系统说明 ].d%R a:{  
     q}p$S2`  
    光源 \(7A7~  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) hN K wQ  
     元件 NV?x<LNWd  
    — 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 cvy 5|;-u  
     探测器 Y[)mHs2  
    — 干涉条纹 rAtCG1Vr  
     建模/设计 ;bG?R0a  
    — 光线追迹：初始系统概览 XK\nOHLS  
    — 几何场追迹加(GFT+)： } Ifa5Lq)  
     计算干涉条纹。 h1 (i/{}:  
     分析对齐误差的影响。 !GvT{  
     0`.&U^dG  
    2. 系统说明 s%y<FXUj  
     5JaLE5-  
    参考光路 0kCo0{+n  
    ':}9>B3 S  
    3. 建模/设计结果 h-Y>>l>PW0  
    IT=y+  
    ShVR{gIs  
    4. 总结 Y?1T XsvF  
     esZhX)dS  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 JE{ cZ<NNH  
     v+xrn z  
    1. 仿真 `D=OEc  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 5"40{3  
    2. 计算 [4C_iaE  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1P*GIt2L  
    3. 研究 CLZ j=J2  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 %JPr 7 }  
    ea @ H  
    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。 0sSBwG  
     !XjZt  
    应用示例详细内容 NG3:=  
    系统参数 q]f7D\ M  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Ep;?%o,G  
     R`$jF\"`r  
     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。 h&i(Kfv*  
    Cp!9 "J:  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 x])j]k  
     /g*_dH)=  
    2. 说明：光源 -">Tvi4  
     ?>ZrdfTwz,  
    + AjV0#n  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 E$8-8[  
     因此，相干长度大于1m .e5@9G.jb  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 _}j>  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 .$d:c61X  
    jxW/"Q   
    SF:{PgGMi  
     %r6_['T  
    3. 说明：光源 JcP<@bb>B  
    jX'pUO  
    ()8=U_BFz  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 i)cG  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 hx%UZ<a  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 @ >'Wiq!  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     _}\KC+n8  
    4. 说明：光学元件 GM;uwL#  
    zN9@.!?X2  
    0V8G9Gj  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 vm*9xs  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 K4NzI9@  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 *S <I!7Q  
     透镜材料为N-BK7。 2y$DTMu  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 xzMpTZQ  
     xPT$d,~"  
    4;H m%20g  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ?JRfhJ:j  
     GQ.akA_(  
    26zif  
     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)。 +&X>ul  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 P:'y}a-  
    3!*` hQ;s  
    6. 分光器的设置 ?|2m0~%V=  
    c&RiUU7  
    n#GHa>p.-  
    o'P[uB/  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 3e;K5qSeo/  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 LWM& k#i  
     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 rY6bc\?`x  
    bw#\"uJ  
    7. 合束器的设置 ^CDh! )  
    uWXxK"J.  
    UU =,Brb  
    xr)m8H  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 eBECY(QMQ  
     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。 K}S=f\Q]  
    TSL/zTLDJ  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 M@.?l=1X  
    5oD%~Fk l  
    -Xgup,}?  
     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)。 kP~ ;dJD  
    应用示例详细内容 # zd}xla0]  
    仿真&结果 E&W4`{6K4  
    %%O_:@9x,  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Mr K?,7*Xi  
    +w3k_^X9c  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 #0qMYe>Y  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    oB}rd9  
    v}z{OB  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 fV/  
    s.}:!fBk  
    ? v@q&  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 '&xRb*  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 M^A;tPw  
     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。
    ;}4e+`fF|  
    $J:~jY/J  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 l>>, ~  
    b WZ X  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 U &W}c^#  
     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°。 }5;3c%  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ;%i.@@:IQ  
    kmL~H1qd  
    4. 对准误差的影响：元件平移 0 .t1p(x;  
    }JWk?  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 b{JxTT}03  
     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。 !}uev  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 F a'2i<  
    ! XNTk]!  
    B7qiCX}pD  
    5. 总结 N` rOlEk  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $3n@2 N`  
    EabZ7zFoN  
    4. 仿真 ,7Lu7Q  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 d5B96;3  
    s%qK<U4@;Q  
    5. 计算 v:] AS:  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 %g&i.2v  
    e_pyjaY!s  
    6. 研究 !tD,phca~  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #6<9FY#  
    Aa/lKiiz  
    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。 ((%g\&D  
    [P_1a`b  
    扩展阅读 7[ra#>e8'  
    7e-l`]  
    1. 扩展阅读 y/@.T\p  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 $r=Ud >  
    FVcoo V  
     开始视频 ^^Tu/YC9x  
    - 光路图介绍 MoP 0qNk  
    - 参数运行介绍 pYs"Y;%  
    - 参数优化介绍 D~Y 3\KP  
     其他测量系统示例： l;g8_uyjv7  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) vb.`rj6  
    >m{)shBX  
    V+l>wMeo  
    QQ：2987619807     e$^O_e  
     
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