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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) MLr L"I"  
    <vl(a*4a  
    应用示例简述 }F1Asn  
     ScJ:F-@>  
    1. 系统说明 (&m1*  
     {W?!tD43"  
    光源 05ZYOs}  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) c+{XP&g8_J  
     元件 `_vPElQXZ#  
    — 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 _3 [E$Lg  
     探测器 ;s3@(OnjZ  
    — 干涉条纹 7eq.UyUxs  
     建模/设计 yHM2 9fEZk  
    — 光线追迹：初始系统概览 (NUXK  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 7h9oY<W  
     计算干涉条纹。 [vtDtwL  
     分析对齐误差的影响。 #~j$J  
     h`fZ 8|yw  
    2. 系统说明 5%S5*c6BD  
     {;bec%pq0  
    参考光路 j 1'H|4  
    'NWvQR<X  
    3. 建模/设计结果 lU|ltnU  
    yzpa\[^  
    Rt%Dps%  
    4. 总结 %|@?)[;  
     Q9y|1Wg1W  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 NO*~C',cI/  
     9^S rOW6~  
    1. 仿真 Yp m*or  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 JBQ>"X^  
    2. 计算 Wm8BhO  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 'PMzm/;8st  
    3. 研究 w;VUP@Wm  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 fR.raI4et  
    =uwG.,lC  
    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。 ^umHuAAE  
     Zo-Au  
    应用示例详细内容 Kc9)Lzu+  
    系统参数 FlS)m`  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 E3Z>R=s  
     pfim*\'  
     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。 ~R|fdD/%  
    7.5\LTM>9e  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 YVHDk7s  
     YVY(uq)d  
    2. 说明：光源 #l2WRw_t  
     .hvn/5s  
    _}Gs9sHr0K  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 YS"76FJ  
     因此，相干长度大于1m :?%_JM5U  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 `Geq,  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 u*;53 43  
    d@|j>Z  
    '\m\$ {  
     `0ju=FP'u5  
    3. 说明：光源 XeBSHvO_  
    \No22Je6d  
    J! eVw\6  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 CvTgtZ '  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 9aqFdlbY  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 FHH2  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     `|JQ)!Agx  
    4. 说明：光学元件 ?yz}  
    ~w%Z Bp  
    Q^V`%+  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 y+iuA@WCv  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 B<'V7#L_  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 w1A&p  
     透镜材料为N-BK7。  K[TMTn  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 =09j1:''<d  
     OEGAwP?F  
    d0Kg,HB  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 zT+yZA.L  
     Zr 2QeLQC(  
    l 0b=;^6  
     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)。 +XRv iHA`  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 {K0T%.G  
    &(^>}&XS.<  
    6. 分光器的设置 vrW9<{  
    m~NWY$oI9[  
    7erao-  
    ;1OTK6  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 $X&OGTlw^  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 LveqG   
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 fW}H##b  
    :~)Q]G1Nj  
    7. 合束器的设置 ;%z0iZmg  
    #XY]@V\  
    J2[QHr&tn  
    +[ }]a3)  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 .y2<2eW  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 (&hX8  
    >%3c1  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 u#UeJu O  
    |95/'a*  
    'IW+"o  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 w./EJk KI  
    应用示例详细内容 `Zi#rr|)L  
    仿真&结果 OB^2NL~Q~  
    a!^wc,  
    1. 结果：利用光线追迹分析 H62*8y8  
    Pd;ClMa%  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 w+$gY?%  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    tB3CX\e  
    z|?R=;,u`  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 y?@Y\ b  
    <d5vVn  
    4K;j:ZJ"x  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 l?1!h2z%  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 d,+n,;6Cf  
     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。
    :d2u?+F  
    XP^6*}H.*  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 "=n8PNV/ c  
    9f6TFdUi"y  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 k"7eHSy,  
     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°。 jr l6):x  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 )|a9Z~#x  
    Mqtp}<*@-  
    4. 对准误差的影响：元件平移 jgo@~,5R  
    1;gSf.naG  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 #Fd( [Zx#.  
     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。 _Lb& 2 PAG  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 .nH /=  
    FVmg&[ .  
    `k| nf9_  
    5. 总结 9|WWA%p  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 S+y2eP G  
    ,;-*q}U  
    4. 仿真 U[D<%7f  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 5#o,]tP  
    [;f"',)y,  
    5. 计算 W7o/  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 FOA%( 5$4  
    U.F65KaKF  
    6. 研究 *n'x S L  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 r?I(me,  
    WLl9>v^1  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 )\;r V';  
    DS2$w9!  
    扩展阅读 cj#q7  
    !v L :P2  
    1. 扩展阅读 \IfgL$+  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 %nh'F6bNgv  
    $bosGG  
     开始视频 k>CtWV5B  
    - 光路图介绍 fNJ;{&#  
    - 参数运行介绍 _64@zdL+  
    - 参数优化介绍 pb Ie)nK  
     其他测量系统示例： $IT9@}*{  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) i|^6s87"N2  
    vNSf:5H$  
    A%2}?Ds  
    QQ：2987619807     AZy2Pu56  
     
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