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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) DP3PYJ%+B  
    y *fDwd~  
    应用示例简述 Ib+Y~ XYR  
     Bs O+NP  
    1. 系统说明 6f\Lf?vF  
     }Q=!Y>Tc  
    光源 R )mu2 ^  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 4iKgg[)7`=  
     元件 Y?(r3E^x  
    — 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 vSi.txV2  
     探测器 Q$="_y2cTA  
    — 干涉条纹 QNpqdwu%h  
     建模/设计 (=* cK-3  
    — 光线追迹：初始系统概览 B2C$N0R#  
    — 几何场追迹加(GFT+)： =Ur}~w&H8  
     计算干涉条纹。 mg*qiScfW  
     分析对齐误差的影响。 /f|X(docI  
     Tl2C^j  
    2. 系统说明 P] UJ0b  
     Mf&{7%  
    参考光路 0@H|n^Md#  
    MLRK74D  
    3. 建模/设计结果 IW@PF7  
    G>1eFBh }  
     Kfh|  
    4. 总结 o]; [R  
     sB c (gr  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 r[lF<2&*R  
     o1FF"tLkN  
    1. 仿真 ?kB2iU_f+  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 \E% 'Y  
    2. 计算 wnM9('\  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 DDPxmuNG  
    3. 研究 1n:8s'\  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 C4~;yhz  
    }^/9G17  
    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。 @8;W\L$~1  
     fO0XA"=  
    应用示例详细内容 ;9#Z@]p  
    系统参数 P DrZY.-  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ^OstR`U3  
     rzh#CnL3  
     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。 Db;G@#x  
    A7%:05  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 v(EEG/~  
     +(C6#R<LI  
    2. 说明：光源 .)<(Oj|4  
     8;Yx<woR  
    HA2k [F@3^  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 kX>f^U{j  
     因此，相干长度大于1m 1#0{@35  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 \ aHVs  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 N(y\dL=v  
    ]K/DY Do-  
    Yx eOI#L  
     Vzwc}k*Y  
    3. 说明：光源 $D}{]MN.  
    " QWq_R  
    d"6&AJ5a  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 F@<CsgKB-  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 {3.r6ZwCn  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 xv&Q+HD  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     op6CA"w  
    4. 说明：光学元件 8AnP7}n;?'  
    [BT/~6ovrZ  
    /ew Ukc8,  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -eN\ !  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 z&{5;A}Q@  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 8[J}CdS  
     透镜材料为N-BK7。 Dg} Ka7H  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 p~9vP)74u  
     4Rvf  
    C@bm  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 T`Mf]s)*  
     k&. Jk B"  
    ^9 ePfF)5  
     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)。 &&VqD w  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 hb^7oq"a  
    9\]^|?zQ`  
    6. 分光器的设置 U)o$WH.b  
    Qbyv{/   
    yRiP{$E  
    .F(i/)vaq|  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 mGGsB5#w>  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ##EYH1P]  
     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 E[bd@[N 8  
    ;Hj~n+  
    7. 合束器的设置 ODC8D>ZYl  
    tc!wLnhG  
    FN%m0"/Z{t  
    Ie4hhW  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 [fKUyIY_  
     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。 +{L<? "  
    W"k8KODOY  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 a\:VREKj,  
    ,i,q!M{-  
    &ZX{R#[L  
     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)。 rn=m\Gv e  
    应用示例详细内容 '8T=~R6  
    仿真&结果 bLd#xXl  
    LJ(1RK GCz  
    1. 结果：利用光线追迹分析 hweaGL t0  
    *L'>U[Pl7  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 /M*a,o  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    1s{^X -  
    Hw-Z  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Iz{R}#8CZ  
    (<Th=Fns?  
    ;XDz)`c  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Zt&6Ua[Y}  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 W!"}E%zx   
     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。
    S9>0t0  
    zWb4([P;  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 }oKG}wgY  
    sqS=qC  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 B-T/V-c7  
     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°。 |-CnT:|o  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ?l$Nf@-  
    /g$G_}  
    4. 对准误差的影响：元件平移 CCX8>09  
    j $TwL;  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 v,\R, {0  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 8B#GbS K  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 !QT'L,_  
    cn- nj]  
    ?"KC-u|  
    5. 总结 v (2GX  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s9>(Jzcf9  
    _` [h,=  
    4. 仿真 4j!]:ra  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 X2xuwA  
    yj$TPe_BW  
    5. 计算 7]%Ypv$  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Vm|Y$ C  
    d|*"IFe  
    6. 研究 Z-B%'/.  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ee/&/Gt  
    80$fG8  
    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。 c.A|Ir  
    )Y8",Ig  
    扩展阅读 XZ/[v8  
    @Kgl%[NmX  
    1. 扩展阅读 P@]8pIB0d^  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 @y/wEBb  
    eJo3 MK  
     开始视频 NKmoG\*  
    - 光路图介绍 -.|4Y#b:&  
    - 参数运行介绍 z 8*8OWM  
    - 参数优化介绍 0K-*WQ*#9  
     其他测量系统示例： Z^9/v  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) }I!hOD>]O  
    0'r%,0  
    x#N-&baS  
    QQ：2987619807     .Xdj(_&  
     
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