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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) Un&rP70  
    : z\||f  
    应用示例简述 )"63g   
     c4bvJy8  
    1. 系统说明 a;&0u>  
     ]1I-e2Q-J  
    光源 X9rao n  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) (R9"0WeF  
     元件 (aB:P03  
    — 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 K1o&(;l8G  
     探测器 xFA`sAucr  
    — 干涉条纹 Zj0h0Vt  
     建模/设计 Z`n "}{  
    — 光线追迹：初始系统概览 {@PZlQg  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ~h%H;wC&  
     计算干涉条纹。 fr8';Jm  
     分析对齐误差的影响。 }Q-Tw,j  
     'Hu+8,xA  
    2. 系统说明 },O7NSG<o  
     V3/OKI\o  
    参考光路 oq (W|  
    SE$l,Z"[*b  
    3. 建模/设计结果 !"ydl2  
    W~s:SN  
    Hdjp^O!  
    4. 总结 .fK~IKA  
     8rNf4]5@X(  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %PPkT]~\  
     r/QI-Cf&  
    1. 仿真 )[=C@U  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 eUD 5 V  
    2. 计算 qr~zTBT] E  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 vJ;0%;eu[!  
    3. 研究 A>*#Nw5L  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 CU/Id`"tW  
    %d /]8uO  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 V0_^==Vs  
     Ol;"}3*Z*  
    应用示例详细内容 ,,?XGx  
    系统参数 &C#?&AQ  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 tnq Zl S  
     D8b9 T.[(  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 1b@]^Ue  
    +5%ncSJx  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ?` 2z8uD/  
     0bu!(Tpg7  
    2. 说明：光源 Q=epUHFs  
     lEw!H^O4  
    *QoQ$alHH  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 a24(9(yh  
     因此，相干长度大于1m _gpf9ad  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 $6d5W=u$H  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 `*B6T7p1  
    xzf/W+.>.  
    e_FoNT  
     ]Bz.6OR  
    3. 说明：光源 @2+'s;mUV  
    fyq %-Tj  
    hS^8/]E={  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ]oKHS$W9  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 m;vm7]5  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 6dRvx;d  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     v5W-f0Jo  
    4. 说明：光学元件 $-39O3  
    i~m;Ah,#  
    $Ut1vp1$  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 8(H!iKHe  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 v\5`n@}4  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Z|d+1i  
     透镜材料为N-BK7。 2HDWlUTNVO  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 RuOse9  
     [`1@`5SL-  
    q oz[x  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 M4t:)!dji?  
     sTxbh2  
    1gX$U00:  
     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)。 iVb7>d9}  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 +_ $!9m  
    zo1 fUsK?  
    6. 分光器的设置 #eKH'fE  
    (?[%u0%_  
    R vd'uIJ  
    /LG}nY  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 `F_R J.g*p  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 +[[^W;<.l  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 WA#y&  
    Gf-GDy\{  
    7. 合束器的设置 4UMOC_  
    K!v\r"N  
    Am >b7Z!  
    e1ExB#  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 !_-Uwg  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 #`%V/#YK  
    )hD77(c  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 r%`3*<ALV)  
    UTO$L|K  
    K}p0$Lc  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 5e^z]j1Yv  
    应用示例详细内容 *,,:;F^  
    仿真&结果 S>d7q  
    %Lp#2?*  
    1. 结果：利用光线追迹分析 p\tA&>3-  
    {]O.?Yru?  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ob9=/ R?i  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    %Ybr5$_  
    r>t|.=!  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 03!#99  
    !4$-.L)#  
    ESuP ZB  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Sre:l'.  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 b\H,+|i K  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    5oo6d4[  
    (Vt5@25JW  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ?&POVf>  
    .~|[* q\  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 /`7G7pQ+  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 BipD8`a  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 g>{t>B%v^K  
    z\Z+>A  
    4. 对准误差的影响：元件平移 jgBJs^JgYG  
    qKs"L^b  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 (i-L:  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 bUc ++M  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 o)H| #9h5  
    1czU$!MV  
    ucUu hS5  
    5. 总结  ;ih;8  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !ozHS_  
    E>F6!qYm  
    4. 仿真 J$ &2GAi  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 |lh&l<=(f  
    h#u k-7  
    5. 计算 +>:[irf  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 t!0 IQ9\[*  
    |j4;XaG)  
    6. 研究 _ FN#Vq2  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,N8SP 'R  
    +<WNAmh   
    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。 #YSFiy:+r_  
    ,+FiP{`  
    扩展阅读 P} Y .  
    :PB W=W  
    1. 扩展阅读 J?f7!F:8  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 zn5|ewl@"  
    PsN_c[+  
     开始视频 JC7:0A^  
    - 光路图介绍 O66b^*=N}x  
    - 参数运行介绍 #m3!U(Og`  
    - 参数优化介绍 ]x6r P  
     其他测量系统示例： v R ! y#  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) LPkl16yZ  
     Bm&6  
    LVJn2t^  
    QQ：2987619807     c+:^0&l  
     
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