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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) wpPCkfPyL  
    xu0pY(n^r  
    应用示例简述 5;-?qcb^w  
     CpF&Vy K  
    1. 系统说明 o8lwwM*  
     % 2lcc"'  
    光源 E; Z1HF R  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) !;^TW$ G  
     元件 QZ51}i  
    — 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 0?nm`9v6  
     探测器 -( ,iwF b  
    — 干涉条纹 LK[%}2me  
     建模/设计 CK+_T}+-  
    — 光线追迹：初始系统概览 -%x9^oQwY  
    — 几何场追迹加(GFT+)： m2$Qp{C6H  
     计算干涉条纹。 i^'Uod0d.  
     分析对齐误差的影响。 UN*XLHio  
     j8ebVq  
    2. 系统说明 *b0f)y3RV  
     d4zqLD$A  
    参考光路 c,I|O' &k  
    PH}^RR{H[  
    3. 建模/设计结果 kdry a  
    ;ywQk| r  
    %v(\;&@  
    4. 总结 4^O'K;$leD  
     "xV9$m>  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &t\KKsUtd  
     :2fz4n0{/  
    1. 仿真 D 4\T`j:  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 IuQY~!  
    2. 计算 T;%ceLD  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Y "& c .  
    3. 研究 5'Fh_TXTD  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ~\z\f} w  
    >@BvyZ)i  
    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。 b}[W[J}`  
     YbrsXp"  
    应用示例详细内容 wb }W;C@  
    系统参数 *?`:=  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 X>#!s Lt  
     P:")Qb2  
     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。 Uv06f+P(  
    04wmN  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 F_$K+6  
     (Js'(tBhiU  
    2. 说明：光源 hD>O LoO  
     N*Owfr1 N  
    5"[Qs|VjA6  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Z=Oo%lM6B  
     因此，相干长度大于1m 46dh@&U  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Z;_WU  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 dfo{ B/+  
    ;!k1LfN  
    v |XEC[F  
     shlL(&Py  
    3. 说明：光源 8yH) 8:w  
    TCSm#?[B  
    wK[xLf  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 {}ZQK  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 o(. PxcD  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 : /9@p  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     J0}OmNTzD  
    4. 说明：光学元件 a<[@p  
    Nd&u*&S  
    .! LOhZ  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 (d[)U<  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 .(  vS/  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 6|05-x|  
     透镜材料为N-BK7。 oU m"qt_  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Xv'M\T}6C+  
     `n7z+  
    M[0@3"}}  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 B_[^<2_  
     H;<hmbN?d  
    Gt[!q\^?  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 i+&*W{Re  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 74%,v|  
    J%3%l5 /  
    6. 分光器的设置 x~}RL-Y2o  
    #`/KF_a3\>  
    :JqH.Sqk  
    Jjz:-Uqq2  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 77OH.E|$  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 <!&&Qd-d6H  
     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 @R?S-*o  
    Bya!pzbpr  
    7. 合束器的设置 <UG}P \N  
    2_0OSbFv'P  
    iwL\Ha  
    jj#K[@u  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 L '342(  
     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。 r}9qK%C G.  
    S 1|[}nYP  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 LN?f w  
    k:<yy^g$X  
    5A /G?  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ?G1-X~Z8  
    应用示例详细内容 CJ&0<Z}{m  
    仿真&结果 p,@_A'  
    2<y E3:VX  
    1. 结果：利用光线追迹分析 VVvV]rU~  
    w@ 4q D  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ^l ~i>:V  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    R1X9  
    f>5{SoM  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 1Af~6jz  
    +is;$ 1rq  
    wa W2$9O  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ./)A6O*#  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ]~)FMWQz-  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    X<_(gg  
    xe2Ap[Y'M  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ju(&v*KA  
    mT>56\63  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 9~<HTH  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 CfoSow-  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 yEy} PCJ&  
    ~ DVAk|fc  
    4. 对准误差的影响：元件平移 uE-~7Q(@  
    7Cx%G/(  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 1/3Go97/qV  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 _UYt  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 FlRbGg^  
    Wj/.rG&tE  
    4\Y2{Z>P?  
    5. 总结 rcPP-+XW  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 S-npJh 6  
    .#6Dad=S*  
    4. 仿真 P6zy<w  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ytc  
    1fm\5/}'`1  
    5. 计算 t*< .^+Vd  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 M SoLx' <  
    t%n1TY,  
    6. 研究 0ho+Y@8  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 sYiegX`1c  
    VieC+Kk  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 T c4N\Cy  
    j>+x|!k  
    扩展阅读 I`}-*% ki(  
    l];,)ddD9  
    1. 扩展阅读 Ix^xL+Tm  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 s9PD[u/y  
    / ,f*IdB  
     开始视频 i))S%!/r~  
    - 光路图介绍 bPAp0}{Fu  
    - 参数运行介绍 tEf_XBjKV  
    - 参数优化介绍 Y{B|*[xM  
     其他测量系统示例： v-3In\T=^  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) =GTltFqI1  
    5*{U!${a  
    KRf$VbuL  
    QQ：2987619807     :Oo(w%BD]  
     
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