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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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    科学家
     
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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) c9/w-u~j  
    ~O;!y%  
    应用示例简述 =G]} L<  
     FY)vrM*yh  
    1. 系统说明 Q:& ,8h[  
     D|/Azy.[  
    光源 "aHY]E{  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) \:mx Ri  
     元件 5V!L~#  
    — 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 Z#BwJHh  
     探测器 %H75u 6  
    — 干涉条纹 B(w k $2  
     建模/设计 kbJ/7  
    — 光线追迹：初始系统概览 pN6!IxN$  
    — 几何场追迹加(GFT+)： /tM<ois*  
     计算干涉条纹。 SL" ;\[uI  
     分析对齐误差的影响。 tQ_;UQlX  
     EGO;g^,  
    2. 系统说明 {(]B{n  
     Y$uXBTR`y/  
    参考光路 0kS[`a(}J  
    N3g[,BE  
    3. 建模/设计结果 ?`V%[~4_I  
    dRTtDH"%  
    !SEHDRp  
    4. 总结 FiMP_ y*S  
     e;~[PYeu  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 x^^;/%p  
     O|m-Uz"+  
    1. 仿真 z=<x.F  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 wvvMesX<L  
    2. 计算 } R!-*Wk  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 REDh`Wd  
    3. 研究 )[yM4QFl  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ftq&<8  
    !^cQPX2<  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ugcWFB5|  
     km,}7^?F0r  
    应用示例详细内容 ~j}di^<{  
    系统参数 c) Zid1  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 jG)fM?  
     u:& gp  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 oRFHq>-.g  
    V^B'T]s  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 z #c)Q  
     9:"%j  
    2. 说明：光源 Ar7vEa81  
     Os' 7h  
    Z7% |'E R  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 h~{TCK+I  
     因此，相干长度大于1m e#JJd=  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ba& \~_4  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 =Y#)c]`  
    -twV?~f  
    ;V`e%9 .  
     'qwFVP  
    3. 说明：光源 |_/q0#"  
    Zy _A3m{  
    }eb}oK  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 iI ji[>qz  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 fiqeXE?E  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 .vYU4g]  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     1.U5gW/3L  
    4. 说明：光学元件 ^_ L'I%%[  
    z[Xs=S!]I  
    =UYZ){rt9E  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 fa9c!xDt  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 Fl<|/DCg  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 0*S]m5#;  
     透镜材料为N-BK7。 *>,8+S33r{  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 K n%[&  
     [t/7hx"2t  
    ts/ rV#s~  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 'bVDmm).  
      "_t2R &A  
    u^T)4~(  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 @T[}] e  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 BC0SSR@e  
    &Iv3_T<AF  
    6. 分光器的设置 (4=NKtA^G  
    ua[ d  
    p'z fo!  
    Lpd q^X  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 hvCX,^LoJ  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 - `F#MN  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 |pxM8g1w  
    O& k+;r  
    7. 合束器的设置 vpu20?E>5z  
    ?4v&TB@  
    7.7P>U  
    3p`*'j2R  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 s{x{/Bp(KK  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 w:%3]2c  
    I?c "\Fe  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 +EG?8L,z  
    O2./?Ye  
    L5$r<t<  
     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)。 TpXbJ]o9  
    应用示例详细内容 uj#bK 7  
    仿真&结果 :k9n 9  
    Ve\^(9n  
    1. 结果：利用光线追迹分析 {`~uBz+dJq  
    <Vucr   
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 %GS^=Qr  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    nv>|,&;  
    B>sSl1opI  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 A'Q=Do E  
    &L6xagR7M  
    %%`Q5I  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 p2T<nP<Pt  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ('k;Ikut  
     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。
     /6)6  
    =(\ /+ 0-[  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 'MZX"t  
    Q'-g+aN  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ~1e?9D  
     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°。 ( -^-  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 XIQfgrGZ  
    Si=zxy T  
    4. 对准误差的影响：元件平移 0'&N?rS  
    n:QFwwQ`Q;  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ]6JI((  
     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。 'u"r^o?  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 cTlitf9  
    xZ2^lsY  
    "eKNk  
    5. 总结 AcC'hr.N+  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }EFMJ,NQ  
    q6E8^7RtS@  
    4. 仿真 *\W *,D.I  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 : &! >.Y  
    < zUU`  
    5. 计算 -<e8\Z`  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 oqM(?3 yv  
    ;yd[QT<I<  
    6. 研究 ZWJ%t'kF  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Z?@1X`@  
    }?PvNK]",  
    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。 ::'DWD1  
    2@!Ou$W  
    扩展阅读 !{On_>` ,  
    @|A w T  
    1. 扩展阅读 /m#!<t7  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ]<y _ =>  
    f( =3'wQ  
     开始视频 (jQ]<q%P  
    - 光路图介绍 snU $Na3  
    - 参数运行介绍 2Mqac:L  
    - 参数优化介绍 T2Duz,  
     其他测量系统示例： 8M9LY9C  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) TF0DQP  
    `8 Q3=^)3  
    |n9q 4*dN  
    QQ：2987619807     s+mNr3  
     
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