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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) [+_>g4M~%  
    "8R &c}  
    应用示例简述 bObsj]  
     dI|D c  
    1. 系统说明 D^gS.X^  
     %lD+57=  
    光源 }|%1LL^pB  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) R a"hdxH  
     元件 C57m{RH  
    — 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 o{hX?,4i  
     探测器 Au6Y]  
    — 干涉条纹 H~^)^6)^T  
     建模/设计 }V[ORGzox  
    — 光线追迹：初始系统概览 `ZbFky{  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Ch\__t*v!  
     计算干涉条纹。 \2]_NU5.  
     分析对齐误差的影响。 ITg<u?z_  
     0?}n(f!S  
    2. 系统说明 X`1R&K;z^  
     }=}wLm#&1  
    参考光路 4Us_Z{.  
    [(gXjt-  
    3. 建模/设计结果 ;s;3cC!  
    ~>HzAo9e  
    0)M8Tm0$  
    4. 总结 s<rV1D  
     TkJ[N4'0  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #?V rt,n  
     [h8s0  
    1. 仿真 `<7!Rh,tS^  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 #qh ,  
    2. 计算 zg H(/@P  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ;1s+1G}_z  
    3. 研究 bK.*v4RG  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1Qu@pb^  
    ^5.XQ 0n  
    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 SP p  
     <N1wET-  
    应用示例详细内容 dFF=-_O>  
    系统参数 </WeB3#6  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ]8}51y8  
      ?C#E_  
     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。 N0.|Mb"?t  
    DU0/if9.  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Pc_aEBq  
     tAF?. \x"g  
    2. 说明：光源 nYFrp)DLK  
     5nUJ9sqA  
    pF4Z4?W  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <S041KF.{6  
     因此，相干长度大于1m MUAs(M;  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 2ozh!8aL  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Rd&DH_<+^  
    BBRL _6  
    ;4[[T%&v  
     Dlq !:dF{&  
    3. 说明：光源 n{FjFlX2=  
    W3:Fw6v  
    2lCFE)  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ~/]]H;;^u  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 o`,~#P|  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0z8?6~M;<  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     oojl"j4  
    4. 说明：光学元件 V`1,s~"q  
    ;~EQS.Qp  
    D]]wJQU2  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 @kqxN\DE  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 !: ^q_q4  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 L%T(H<G  
     透镜材料为N-BK7。 d=PX}o^  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 "FWx;65CR  
     eHuJFM  
    MQQm3VaKS  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 BVw2skOT  
     ;^5k_\  
    4"|Xndh1.  
     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)。 _cX}!d!j  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 Gv_~@MN  
    ~w+I2oS$  
    6. 分光器的设置 ];OvV ,*  
    d )O^(y1r  
    |QDoi[ *  
    y|2<Vc  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 q(6.VU@  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 TI4Hu,rc  
     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 U X@%1W!8  
    gSz<K.CT  
    7. 合束器的设置 d+ jX49Vt  
    ^$K&Met  
    UqOBr2 UmG  
    X.eOw>.  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 _&uJE&xl}  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 At'CT5=  
    @-'a{hBR  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 "lI-/ G  
    1f`De`zXzr  
     Y~WdN<g  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 HIXAA?_eh=  
    应用示例详细内容 ;=Ma+d#  
    仿真&结果 s-$ Wc) l  
    H<(F$7Q!\  
    1. 结果：利用光线追迹分析 *siX:?l  
    @>)VQf8s1  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 \Ii{sn9  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    K(EJ`2]:r  
    /jG?PZ=m  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Q":_\inF  
    MJ|tfQwhx  
    m+<&NDj.  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 2n:<F9^"  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 3iCe5VF  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    D&G6^ME  
    Vu:ZG*^  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 CS7b3p!I  
    *;fTiL  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 sbW+vc  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 r#sg5aS7O|  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ^kKLi  
    A2|Bbqd  
    4. 对准误差的影响：元件平移 WH:dcU   
    0D(8-H  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 )|~&(+Q?]  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ZcN0:xU  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 >Xn,jMUW  
    v$y\X3)mB  
    @t%da^-HS"  
    5. 总结 -9b=-K.y  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _3`G ZeGV  
    4uXGp sL  
    4. 仿真 $*C }iJsF  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Kxsd@^E  
    gP% <<yl  
    5. 计算 :zHSy&i`  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _Xf1FzF+a  
    `<YMkp[  
    6. 研究 [vi =^  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 @]Jq28  
    ynsYU(  
    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。 >z<L60S  
    [k7( t|Q{  
    扩展阅读 O*u   
    Et0gPX-  
    1. 扩展阅读 S5).\1m h[  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 q[U pP`Z%  
    )I%M]K]F  
     开始视频 sp\6-*F  
    - 光路图介绍 (JbRhcg  
    - 参数运行介绍 `oxBIn*BD  
    - 参数优化介绍 v}DNeIh~  
     其他测量系统示例： NS[Z@@  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) IVxJN(N^  
    If&))$7u  
    zA#pgX[#  
    QQ：2987619807     *).  
     
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