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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) dO7;}>F$n  
    -A-tuyIsh"  
    应用示例简述 =:+0)t=ao  
     D7"p}PD>~  
    1. 系统说明 /=?ETth @  
     Npn=cLC&  
    光源 F\ctuaLC  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) @ d"wAZzD?  
     元件 ]S 7^ITn  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 D5?phyC[Z  
     探测器 [Vf}NF  
    — 干涉条纹 ^zEE6i  
     建模/设计 Q)af|GW$  
    — 光线追迹：初始系统概览 !G_jGc=v  
    — 几何场追迹加(GFT+)： zdSh:  
     计算干涉条纹。 9SMiJad<  
     分析对齐误差的影响。 amQz^^  
     0uCT+-  
    2. 系统说明 2i|B=D(  
     9N[EZhW  
    参考光路 xv7"WFb  
    2=ztKfsBhE  
    3. 建模/设计结果 G%# 05jH  
    f=J<*h  
    fRTo.u  
    4. 总结 # fhEc;t  
     %~*jae!f  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1px\K8  
     H;WY!X$x  
    1. 仿真 F=)eLE{W  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 j;K#]  
    2. 计算 zGc(Ef5`M6  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ix Z)tNz  
    3. 研究 0"[`>K~7a8  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 TJ6#P<M  
    oN(-rWdhZ  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ED} 31L  
     u~Tg&0V30  
    应用示例详细内容 [;O^[Iybf:  
    系统参数 cy~oPj]j  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 b~7drf  
     :6;e\UE  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 @LLTB(@wR  
    &S74mV  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 A~lIa$U$b  
     klWYuStZ  
    2. 说明：光源 n"aCt%v  
     |kiJ}oy  
    n<V1|X  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 FquFRx  
     因此，相干长度大于1m L&Qi@D0P  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 %Ny) ?B  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 lj&>cScC  
    {,O`rW_eS  
    CBD_a#K{  
     ; 7G_f  
    3. 说明：光源 L*]E`Xxd9  
    s ?l%L!  
    qJ[@:&:  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :Eh'(   
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 :\V,k~asl  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 BH:  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     K}I0o!(#  
    4. 说明：光学元件 &A50'8B2A  
    [^PCm Z6n  
    }WP-W  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 T<jfAE  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 nx4P^P C  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 WO%h"'iJ  
     透镜材料为N-BK7。 !eD+GDgE]  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Nh)[r x  
     w;`m- 9<Y  
    O25m k X  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 q/6UK =  
     @Y' I,e  
    1 ycc5=.  
     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)。 StQ@g  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 _C+DBA  
    a20w,  
    6. 分光器的设置 IbdM9qo7  
    T+TF-] J  
    Da,&+fZI!  
    0P 5BArJ?  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 S=R 3"~p  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 -ID!pTvW  
     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 F ! )-|n}  
    ,hE/II`-d'  
    7. 合束器的设置 m<fA|9 F#  
    $N.`)S<  
    ujx-jIhT_  
    ^L O]Z  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 `Wf5  
     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。 Fd !iQ  
    Tt6{WDscZ  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 o`U|`4,  
    M]ap:  
    =WRO\lgv.  
     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)。 Dsb(CoWw  
    应用示例详细内容 W]LQ &f  
    仿真&结果 uZ[/%GTX{)  
    />Jm Rdf  
    1. 结果：利用光线追迹分析 w4OW4J#  
    ?Leyz  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 2}`R"MeS  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    i/: 5jI|  
    @W [{2d  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 }vsO^4Sjc  
    |F~88j{VN  
    Y2vj}9jK  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 <[8@5?&&  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 }@*I+\W/  
     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。
    A5+5J_)*  
    3jg'1^c  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 '{^8_k\}B  
    a8NVLD>7}  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 (. H ]|  
     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°。 d"!yD/RD  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 tWRf'n[+]  
    r+TK5|ke  
    4. 对准误差的影响：元件平移 YME[%c2x  
    %6Rp,M9=  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 _]Ey Ea  
     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。 Q4 CJ]J`  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 OT%V{hD  
    $Br>KJ%'g  
    cLHF9B5  
    5. 总结 9[,s4sxH  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 rx}*u3x=  
    E{I) ]h  
    4. 仿真 v#Sj|47  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 \"J?@  
    ennR@pg  
    5. 计算 \{:%v#ZZ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $wgc vySx  
    |a>}9:g,=*  
    6. 研究 8T<@ @6`T  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 y]<#%Fh  
    PM8Ks?P#u  
    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。 n{L:MT9TD  
    `i9N )3 X  
    扩展阅读 @kz!{g]Sn  
    sK`< kbj  
    1. 扩展阅读 0K/G&c?;=  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 "I@v&(Am;  
    xl3zy~;M  
     开始视频 jp% +n  
    - 光路图介绍 ia_Z\q  
    - 参数运行介绍 Y+5"uq<'  
    - 参数优化介绍 rNZO.qij z  
     其他测量系统示例： f.J 9) lfb  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) "bPCOJ[v9  
    yAAG2c4(  
    &ad Y  
    QQ：2987619807     ,%[LwmET  
     
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