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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) |#kY_d)10  
    }: HG)V  
    应用示例简述 dkZe.pv$j  
     g}xL7bTlI>  
    1. 系统说明 UI+6\ 3  
     I /MY4?(T  
    光源 *}d N.IL,  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) .Dr!\.hL  
     元件 R=lw}jH[Z  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 ]A'{DKR  
     探测器 yXJ25Axb  
    — 干涉条纹 49$<:{~  
     建模/设计 `KFEzv  
    — 光线追迹：初始系统概览 At4\D+J{Vs  
    — 几何场追迹加(GFT+)： cR/Nl pX  
     计算干涉条纹。 V0>X2&.A  
     分析对齐误差的影响。 d?2ORr|m=  
     o8 JOpD  
    2. 系统说明 5M0Q'"`F:  
     gHrs|6q9  
    参考光路 >+P}S@  
    <gkE,e9  
    3. 建模/设计结果 m-vn5OX  
    H@=oVyn/  
    ctZ,qg*N  
    4. 总结 /I=|;FGq  
     Zj2 si  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 * 9^8NY]  
     si]VM_w6  
    1. 仿真 o@e/P;E  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 E1eGZ&&Gd  
    2. 计算 Q&eyqk   
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 g<W]NYm  
    3. 研究 ,Vhve'=*2  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移  $3^M-w  
    <+oh\y16  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 L 0fe  
     ^v'kEsE^*  
    应用示例详细内容 b&:v6#i  
    系统参数 wUv?;Y$C  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 .h-mFcjy  
     5H0qMt P  
     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。 9\_AB.Z:  
    "GO!^ZG]  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 G% tlV&In  
     {EoYU\x  
    2. 说明：光源 /iU<\+ H  
     ]y_ :+SHc  
    '~D4%WKT  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 JU?;Kq9R  
     因此，相干长度大于1m IzpE|8l  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 fEHFlgN3Ap  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 &Hb%Q! ^Kb  
    D$hQ-K  
    8G:/f3B=  
     jIubJQR~  
    3. 说明：光源 #n>U7j9`O  
    41X`.  
    5n3yc7NPP  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 [ohLG_9  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 IVNH.g'  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 gNB+e5[; 2  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     %R0 Wq4}  
    4. 说明：光学元件 ieZ$@3#&z  
    W%L'nR~w$  
    6!\V|  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 lVvcrU  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 "ko*-FrQ  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 z% 8`F%2  
     透镜材料为N-BK7。 sFpg  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 9\Jc7[b  
     FRQ.ix2  
    @xWWN  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 YSP\+ZZ  
     6$urrSQ`N0  
    A9xe Oy8e  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 c4fH/-  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 qp})4XTv  
    \CjJa(vV  
    6. 分光器的设置 )'+[,z ;s  
    D6bYg `  
    Jt8;ddz  
    tWIOy6`  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 \ S;[7T  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 1-y8Hy_a2  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 I$; `^z  
    jFN0xGZ  
    7. 合束器的设置 ]Y [N=G  
    cY5&1Shb~  
    p1UloG\  
    &>jz[3  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 )E9!m  
     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。 DTezG':  
    ^Q8yb*MN  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 dmF=8nff  
    +f/ I>9G  
    ?|5M'o|9  
     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;'*((  
    应用示例详细内容 5M5Bm[X  
    仿真&结果 ~5P9^`KNH  
    vMz|'-rm$  
    1. 结果：利用光线追迹分析 IWv(G Qx  
    wpZ"B+oK!  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ?}?"m:=  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    -}6ew@GE  
    UT3Fi@  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 vkG#G]Qs";  
    yJ?=##  
    01mu6)  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 7!J-/#!  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 m,HE4`g  
     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。
    s{^B98d+W  
    (.#nl}fA  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 irlFB#..  
    &PC6C<<f  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 V lx.C~WYn  
     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°。 <+*0{8?0  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 'Ix@<$~i3F  
    mqZK1<r  
    4. 对准误差的影响：元件平移 yr%[IX]R  
    %IO*(5f  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 v< P0f"GH  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 `KZV@t  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 aU6l>G`w  
    gAqK/9;  
    O:0{vu9AQ  
    5. 总结 Ek<Qz5)  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 O i\ s  
    *O[/KR%  
    4. 仿真 c0o]O[  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^SpQtW118  
    {~9zuNi  
    5. 计算 i|{psA  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1hw.gn*JK>  
    =2$ ( tXL  
    6. 研究 icb)JZ1K  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 z|Y54o3  
    ;a?<7LIx  
    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。 v? ."`,e  
    O|t>.<T?  
    扩展阅读 r|l?2 eO~  
    (7qlp*8.s  
    1. 扩展阅读 LAC&W;pJ"  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 eWFkUjz  
    4$iS@o|  
     开始视频 Z]B v  
    - 光路图介绍 n$2oM5<  
    - 参数运行介绍 /0\g!29l<  
    - 参数优化介绍 T+L=GnYl  
     其他测量系统示例： )h@PRDI_  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) a{xJ#_/6  
    ''auu4vF  
    A l?%[-u  
    QQ：2987619807     4FzTf7h^  
     
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