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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)  +;!w;t  
    {VNeh  
    应用示例简述 ]yIy~V  
     n9J>yud|  
    1. 系统说明 >u/yp[Ky  
     B0KM~cCPQP  
    光源 `nM4kt7  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) hqds T  
     元件 * ;M?R?+  
    — 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 8n:D#`K  
     探测器 (gmB$pwS  
    — 干涉条纹  mPD'"  
     建模/设计 r9t{/})A  
    — 光线追迹：初始系统概览 _0f[.vN  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ;C{_T:LS  
     计算干涉条纹。 N-Z 9  
     分析对齐误差的影响。 2kgm)-z  
     .Lp-'!i  
    2. 系统说明 'H9~rq7  
     g Q9ff,  
    参考光路 8&;dR  
    T*ic?!  
    3. 建模/设计结果 8xv\Zj+  
    JQ1VCG  
    POG5x  
    4. 总结 >mV""?r]  
     8`~]9ej  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [5 V  
     l^"G\ZVI  
    1. 仿真 p4Y 9$(X  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 W!(Q_B  
    2. 计算 a&[nVu+  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 gi6_la+  
    3. 研究 +vnaEy  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 =e+go ]87x  
    \'KzSkC8  
    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。 ?c+;  
     Cf N; `  
    应用示例详细内容 F)IP~BE-k  
    系统参数 y*D 8XI$  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 re!CF8 q  
     RW)C<g  
     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。 ;@ e |}Gk  
    0#7 dm9  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 -5[GX3h0  
     6\K)\  
    2. 说明：光源 vKC>t95  
     <*+ MBF  
    6xe |L  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 O+N-x8W{  
     因此，相干长度大于1m smU+:~  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 0{yx*}.  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 z|2liQrf+  
    x,%&[ 6(  
    %([c4el>\F  
     iiTUhO )  
    3. 说明：光源 &)l:m.  
    ;'p'8lts  
    7`}z7nk  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 +\%zy=  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。  V("1\  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Ydx5kUJV<  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     p"@|2a  
    4. 说明：光学元件 0 *\=Q$Yy  
    J.nq[/Q=  
    q1y4B`  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 &; \v_5N6  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 <B`V  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 hgK=fHJ k  
     透镜材料为N-BK7。 Q6K)EwN  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 lNb\^b  
     kR|y0V {K*  
    d3GK.8y_z  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 lND[anB!  
     +b+sQ<w?.  
    Qx;A; n!lw  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 u*{ _WL[(  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 arZIe+KW  
    !U_L7  
    6. 分光器的设置 %5%Wo(W'  
    #A; Z4jK  
    zwtsw[.  
    {%{GZ  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 `Tj}4f  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 4:$>,D\  
     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 D OeKW  
    >U?Bka!  
    7. 合束器的设置 !Yu-a!  
    1 1CJT  
    Gq/6{eRo\  
    .h,xBT`}Ji  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 9#ft;c  
     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。 \aIy68rH,  
    }eM<A$J  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 $0T"YC%  
    &F_rg,q&_  
     c^s>  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 \F~Cbj+'Nu  
    应用示例详细内容 S:/RYT"  
    仿真&结果 Y)}%SP>,  
    m7vxzC*  
    1. 结果：利用光线追迹分析 9 w1ONw8v  
    _~Vz+nT  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 /T)n5X  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    '*u;:[73  
    ~+C?][T  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 V(LFH9.Mp  
    MdZgS#`  
    o '/C$E4W  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 $3[\:+  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 PMs_K"-K  
     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。
    )C]&ui~1  
    Ch"8cl;Fm  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 JZ/O0PW  
    [P=[hj;  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 2Fgt)`{!  
     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°。 (M,VwwN  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ApYud?0b  
    '<< ~wt  
    4. 对准误差的影响：元件平移 < iI6@X>  
    yr2L  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 _/~ ,a  
     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。 W#I:j: p  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ,G|aLBn  
    QM_X2Ho  
    UvJuOh+  
    5. 总结 #0hNk%X=  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 YQV?S  
    D%UZ'bHN*  
    4. 仿真 X2dc\v.x  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Wk#h,p3  
     G].__]  
    5. 计算 )9L pX  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 SiqX1P  
    {lTxB'W@d  
    6. 研究 $KWYe{#  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Qy5Os?9"  
    5%?b5(mnD  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 IAF;mv}'  
    rp @  
    扩展阅读 B$TChc3B  
    ?koxt4 4  
    1. 扩展阅读 {&=qM!2e  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 bLEATT[  
    2k}-25xxL  
     开始视频 51G=RYay9  
    - 光路图介绍 Mp"'?zf  
    - 参数运行介绍 \D U^idp#  
    - 参数优化介绍 p&sK\   
     其他测量系统示例： r}0C8(oq  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) .6ngo0<g   
    mvq7G  
    4[#6<Ixf  
    QQ：2987619807     =vr Y{5!>  
     
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