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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) A!x&,<  
    mOn_#2=KF  
    应用示例简述 1d]F$ >  
     !@8i(!xb  
    1. 系统说明 }shxEsq  
     l&qCgw  
    光源 Z CPUNtOl  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Dpw*m.f  
     元件 Cg]),S  
    — 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 }P fAf  
     探测器 8SKrpwy  
    — 干涉条纹 0C/ZcfFU~  
     建模/设计 "W(Ae="60  
    — 光线追迹：初始系统概览 BU/A\4xQ,Y  
    — 几何场追迹加(GFT+)： %sr- xE  
     计算干涉条纹。 qclc--fsE  
     分析对齐误差的影响。 wAprksZL#  
     `**{a/3  
    2. 系统说明 Z}dK6h5+'  
     Ls9NQy  
    参考光路 NSB6 2  
    SXOAa<u5  
    3. 建模/设计结果 Nq6'7'x  
    i!?gga  
    m3lz#Pm'0  
    4. 总结 jBw)8~tYm  
     mSxn7LG  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6- i.*!I 8  
     )P:^A9&_n=  
    1. 仿真 UDg' s  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 1w^wa_qx  
    2. 计算 rXX>I;`&  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  V>'  
    3. 研究 lZcNio  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;X,u   
    &P|[YP37_  
    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。 E s5: S#  
     }bjZeh.  
    应用示例详细内容 {G:y?q'z  
    系统参数 YS9RfK/  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 `NsjtT'_  
     D%YgS$p[M$  
     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。 .Q*X5Fc  
    uPA ( 1  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 oY18a*_>M1  
     |:=o\eu&  
    2. 说明：光源 J/?Nf2L4  
     ~ y!'\d>q<  
    ;"wCBuXcu  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 c0@8KW[,  
     因此，相干长度大于1m ~.m<`~u  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ;hX(/T  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 v~P,OP("c  
    fSuykbZ  
    .gRj^pu   
     ;!4gDvm  
    3. 说明：光源 5~JT*Ny  
    (CmK> "C+  
    ATNOb  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 /fr>Fd  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 +T+@g8S  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 |@Tga_0p  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     LwH#|8F  
    4. 说明：光学元件 'x!\pE-  
    p~qe/  
    i6`"e[aT[o  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 1sQIfX#2f  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 !+T1kMP+l  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 BX@Iq  
     透镜材料为N-BK7。 NI >%v  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 RdTM5ANT  
     a:h<M^n049  
    S(Yd.Sp  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 >gk_klLh  
     :gh[BeqQ)  
    [. 5m}V  
     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)。 /d8o*m'bu!  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 u epyH  
    ff"wg\O4  
    6. 分光器的设置 A=Wg0eYy\  
    }SN( ^3N  
    XIeLu"TSL  
    >ZgzE  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 *T|B'80  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 )O]T}eI  
     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 Hcq.Lq;2:  
    nM )C^$3<t  
    7. 合束器的设置 VM"cpC_8  
    &NE e-cb[  
    /0h *(nL  
    kNEEu! G  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 b'H'QY   
     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。 -Mt 5< s  
    RgE`Hr  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 24mdhT|  
    Ykbg5Z  
    aER|5!7(2\  
     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)。 4`IM[DIG~  
    应用示例详细内容 t8Zo9q>  
    仿真&结果 /HC:H,"i  
    L[` l80  
    1. 结果：利用光线追迹分析 i=8iK#2 h  
    v<qh;2  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 sGvbL-S-f:  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    qt GJJ#^,  
    ;SR ESW  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 $Gn.G_"v  
    pMc6p0  
    \INH[X#>  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 v\0G`&^1  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ,g`%+s7u  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ~}/Dl#9R!  
    Pf?kNJ*Tv)  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 E-MPFL  
    c PGlT"  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 +8=$-E=  
     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°。 p|4qkJK8  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 "q4tvcK.  
    ,w }Po  
    4. 对准误差的影响：元件平移 adON&<  
    _B4&Fb.  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 T:|/ux3  
     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。 ZO}Og&%  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _`$LdqgE  
    `sxfj)s  
    @u3`lhUcT  
    5. 总结 Rd?}<L  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1C[9}}  
    'nJF:+30ZH  
    4. 仿真 )n/%P4l  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;?6vKpj;  
    WKf<% E$  
    5. 计算 od;-D~  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 K,f:X g!:  
    mgxIxusR  
    6. 研究 JFq wC=-  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 `h}eP[jA  
    ? @V R%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。 $o6/dEKQ  
    $o"nTl  
    扩展阅读 ^}3^|jF  
    x "W~m.y$h  
    1. 扩展阅读 ]]xKc5CT  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 8$Q`wRt(%  
    ?M2(8 0  
     开始视频 WSThhI  
    - 光路图介绍 BEZ~<E&0H  
    - 参数运行介绍 !Jg;%%E3:i  
    - 参数优化介绍 WlL(NrVA@@  
     其他测量系统示例： `s}*  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) c=\tf~}^Ms  
    ^Fk;t  
    [ X*p [  
    QQ：2987619807     Wj{lb_Rj  
     
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