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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) fJSV)\e0  
    ;XD>$t@  
    应用示例简述 |q1b8A\  
     .#:@cP~v  
    1. 系统说明 7v4-hfN  
     E-*>f"<h  
    光源 .HH,l  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) =CD:.FG.  
     元件 H4K(SGx  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 (_s!,QUe  
     探测器 (AyRs7Dkn  
    — 干涉条纹 LiHXWi{s  
     建模/设计 o$qFa9|Ec?  
    — 光线追迹：初始系统概览 h:US]ZC^Z  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 2_ZHJ,r   
     计算干涉条纹。 Q xj|lr  
     分析对齐误差的影响。 ] BP^.N=  
     <try%p|f  
    2. 系统说明 CM@"lV_  
     <)0LwkFtB  
    参考光路 c+\Gd}IJq  
    pqNoL* H  
    3. 建模/设计结果 g'l7Jr3  
    'KN!m| z  
    7u&H*e7  
    4. 总结 ~ jrU#<'G9  
     k?@W/}Iv9  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9BgQ oK@  
     )I0g&e^Tzy  
    1. 仿真 s\K-(`j}  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 qgY(S}V  
    2. 计算 g]hn@{[  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 7C 6BZ$(  
    3. 研究 LnACce ?b  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 M. UUA?d<'  
    $F==n4)  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 hF?\K^tF  
     Yv|bUZ @  
    应用示例详细内容 h: (l+jr  
    系统参数 J1wGK|F~  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 i\c^h;wX  
     Ub-k<]yZ  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 A_dYN?^?|  
    Y{\2wU!Isn  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 m:o$|7r  
     # v/aI*Rl  
    2. 说明：光源 #p^pvdvh3  
      6-E4)0\  
    u=?P*Y/|W  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 JZ*?1S>  
     因此，相干长度大于1m L``mF(R^  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 .m % x-i  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 PfMOc+ q  
    - &LZle&M  
    )fcpE,g'  
     |kRx[UL  
    3. 说明：光源 So0,)  
    Xv;ZAa  
    [ZpG+VAJ8  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 t`/RcAwA  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ;{#M  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 qv >(  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     "MKsSty  
    4. 说明：光学元件 +/ d8d  
    _ -FQ78C  
    hQrsZv:Q  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 RAJ |#I1  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 9n2%7dLQ*  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 p~ VW3u]  
     透镜材料为N-BK7。 >@\?\!Go  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 d3hTz@JY  
     &Fr68HNmj  
    k.VOS 0  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ~]s"PV:|  
     <qZ+U4@I)  
    iV$75Atk  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 n/|`Dz.  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 tWy<9TF  
    " ~hjB  
    6. 分光器的设置 V)?g4M3}  
    <J uJ`t  
    fu;B?mIn  
    8 ?R_O}U  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ^d=@RTyo/  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 tUnVdh6L.B  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 [wxI X  
    @_Oe`j^  
    7. 合束器的设置 0(6`dr_  
    y6yseR!  
    C\h<02  
    y`dzo`f  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ^aMdbB  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 <;"=ah7A  
    N* -Z Jv  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 4(gf!U  
    .k(_ j.v  
    Wuz~$SU  
     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)。 vGDo?X~#o  
    应用示例详细内容 Xqw7lj;K  
    仿真&结果 znRhQ+8;!  
    xUoY|$fI  
    1. 结果：利用光线追迹分析 iB-s*b<`~  
    _ RYZyw   
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 SsZzYj.d  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    u&bU !ZI  
    |SleSgS<#  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 V|`|CVFo]  
    -GjJrYOU  
    m ws.)  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 NR{:4zJT  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 2B;QS\e"  
     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。
    }XU- J An  
    P $S P4F  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 H2vEFnV  
    ZxQP,Ys_Y  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 Is[0ri   
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 J)o%83//  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 3}+ \&[  
    '-=?lyKv  
    4. 对准误差的影响：元件平移 e`^j_V nEH  
    =B1!em|  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ^(R gSMuT`  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 e<K=Q$U.  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 )SuJK.IF  
    ~4 ab\hq  
    vNIQc "\-  
    5. 总结 ]Ea-?IhD  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 yr?\YKV)I  
    =[kv@ p  
    4. 仿真 K9R[ oB]b  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 P;34Rd  
    U N/.T   
    5. 计算 Dts:$PlCk  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 kVY@q&p  
    |@RO&F  
    6. 研究 SzgVvmM}  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 <IYt*vlm  
    \ iFE,z  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 &N EzKf  
    ;1KhUf;&F  
    扩展阅读 /bWV `*  
    39"'Fz?1  
    1. 扩展阅读 wP%;9y2B  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 tc[PJH&P  
    W6pS.}  
     开始视频 #r1x0s40D  
    - 光路图介绍 HN:{rAIfc  
    - 参数运行介绍 }V 1sY^C  
    - 参数优化介绍 7cC$)  
     其他测量系统示例： /<mc~S7  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 2dC)%]aLme  
    m>iuy:ti  
    T/H*Bo *=5  
    QQ：2987619807     M?,;TJ7Gd  
     
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