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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) (vR9vOpJ  
    :P2{^0$  
    应用示例简述 l|kGp~  
     <?2g\+{s9  
    1. 系统说明 OO?;??  
     ?l> <?i  
    光源 J-UqH3({Z,  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) )r0XQa]@$  
     元件 1Yk!R9.  
    — 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 Ub,5~I+`  
     探测器 dguN<yS- E  
    — 干涉条纹 T'ko =k  
     建模/设计 mm dQ\\  
    — 光线追迹：初始系统概览 AjYvYMA&  
    — 几何场追迹加(GFT+)： .4[\%r\i  
     计算干涉条纹。 +#RgHo?f  
     分析对齐误差的影响。 e,?qwZK:y  
     h tuYctu`  
    2. 系统说明 7Dt* ++:  
     op2<~v0?  
    参考光路 ^g'P H{68  
    kC_Kb&Q0  
    3. 建模/设计结果 M?S&@\}c  
    XLgp.w;  
    9#>t% IF~  
    4. 总结 /;X+<Wj  
     c]/X >8;  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?wi^R:2|j  
     5y~ Srb?2  
    1. 仿真 Fa0NHX2:  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 z%q)}$O  
    2. 计算 d)WGI RUx  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 S'_2o?fs  
    3. 研究  &*Z"r*  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 H3xMoSs  
    V[;^{,;  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ;u?L>(b  
     Im!fZ g  
    应用示例详细内容 `C&@6{L  
    系统参数 ^Q#g-"b  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 uPVO!`N3  
     X( )yhe_  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 a7>^^?|  
    N|2PW ~,  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 oFi_ op  
     sTu]C +A  
    2. 说明：光源 zHX7%x,Cq  
     .[:y`PCF  
    @@3%lr71   
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 K2qKkV@  
     因此，相干长度大于1m  6hO]eS  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Rn$TYCO  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 r>lo@e0G  
    TtWWq5X|  
    B%I<6E[D  
     B'-n ^';  
    3. 说明：光源 SUb:0GUa  
    E#~J"9k98  
    Ez+8B|0P  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 T0X+\&W  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 <xlyk/  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 O?f?{Jsx  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     sZ> 0*S  
    4. 说明：光学元件 \'6%Ld5km  
    IP!`;?T=  
    +F92_a4  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 i<M F8 $  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 cS%;JV>C  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 lNo]]a+_  
     透镜材料为N-BK7。 K*P:FCz  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 6SF29[&  
     }E^k*S  
    2-%9k)KH  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ";Q}Gs}  
     X- j@#Qb  
    gLwrYG7@  
     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"l`M5-KP  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 7 &iav2q  
    CsJ&,(s(  
    6. 分光器的设置 M%bD7naBq  
    b/d 1(B@  
    6lm<>#_  
    S|O#KE  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 'F^1)Ga$  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 skF}_  
     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 q4SEvP}fLx  
    0*,] `A=  
    7. 合束器的设置 GK[9Cm"v  
    l\37/Z  
    ;)Sf|  
    C$d b) 5-  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 9vBW CCf  
     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。 H`4KhdqR  
    };g<|v*o  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 M9.FtQhK/  
    qS?^(Vt|R  
    A}[x ))r  
     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)。 $U"pdf  
    应用示例详细内容 8M,$|\U  
    仿真&结果 8(]q/g"O  
    j9R+;u/!  
    1. 结果：利用光线追迹分析 qG3MyK%O\  
    zFr#j~L"  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 \F14]`i  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    HfEl TC:3f  
    A&V'WahC@I  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 v,Z?pYYo  
    Yv3 P]6c.  
    De\Ocxx  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 QTU$mC]  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 hX:yn:P~  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    C3KAQ U  
    7w}]9wCN?  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 P"|-)d  
    H-3*},9  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 sC_doh_M  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 CUx-k|\  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }Vfc;2  
    S& F;~  
    4. 对准误差的影响：元件平移 KB$Y8[  
    C_&ZQlgQ  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 \"9ysePI  
     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$+/7I \  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _ Gkb[H&RZ  
    SP4(yJy&  
    Y?%=6S  
    5. 总结 bp'\nso/  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 k/i&e~! \  
    >6|Xvtf  
    4. 仿真 FAq9G-\B  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 >gDKkeLD  
    l4y>uZ>a  
    5. 计算 5k;}I|rg%  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 91UC>]}H  
    TVK*l*  
    6. 研究 A27!I+M  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ->W rBO  
    "Mh}n-oju  
    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。 1cV0TUrz  
    b@B\2BT  
    扩展阅读 d!y_N&z|(  
    Y ^5RM  
    1. 扩展阅读 = cI> {  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 'JJ :  
    VP^{-mDph  
     开始视频 x5k6"S"1,  
    - 光路图介绍 5>-~!Mg1  
    - 参数运行介绍 7b(r'b@N  
    - 参数优化介绍 %Lom#:L'  
     其他测量系统示例： B %  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Z& bIjp  
    :` S\p[5  
    Hi&bNM>?O  
    QQ：2987619807     =/ 19 -Y:  
     
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