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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) AQ?;UDqU  
    o-o -'0l  
    应用示例简述 bzr QQQ  
     ~"\WV4}`v  
    1. 系统说明 ;Dbx5-t  
     D4N(FZ0~  
    光源 oj[~H}>  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) sPMICIv|  
     元件 o`Af6C;Q  
    — 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 w~q ]&  
     探测器 BCuoFw)  
    — 干涉条纹 3B='f"G  
     建模/设计 sYfm]Faz  
    — 光线追迹：初始系统概览 MGf*+!y,  
    — 几何场追迹加(GFT+)： D~bx'Wr+  
     计算干涉条纹。 ts% n tnvI  
     分析对齐误差的影响。 )Ii`/I^  
     764eXh  
    2. 系统说明 Vh1y]#w  
     %JH/|mA&|  
    参考光路 !x:{"  
    ~ MsHV%  
    3. 建模/设计结果 3:G$Y: #P  
    %#o@c  
    -\USDi(  
    4. 总结 ?lfyC/  
     3d]~e  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 lU%oU&P/"S  
     =1k%T{>  
    1. 仿真 }]#z0'Aqsu  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 *~YdL7f)J  
    2. 计算 6"+9$nFyW  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 OSfT\8YA  
    3. 研究 ~1E!Co  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 xAl8e  
    <;yS&8  
    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。 nW^h +   
     xMNQT.A  
    应用示例详细内容 IU5T5p  
    系统参数 V9SL96'[I  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 M 87CP=yc  
     =PQ4S2Q  
     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。 X(eW+,H  
    maDWV&Db  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 |pv$],&&:  
     |1tpXpe  
    2. 说明：光源 S9r?= K  
     W7'<Jom|?  
    ?}v/)hjp=?  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 (CRx'R  
     因此，相干长度大于1m $OdBuJA  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 AX$r,KmE  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 i!}6FB Z  
    S<NK!89  
    3~bB2APk  
     =]-z?O6^`  
    3. 说明：光源 ~  z3J4s  
    7 s{vou  
    pZlsDM/=  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 O^=+"O]  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^~-YS-.J#,  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 "FA. T7G  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Lo_+W1+  
    4. 说明：光学元件 RC[Sa wA  
    & nXE?-J  
    z2t+1 In,  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。  19]19_-  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 {eI'0==  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 eGq7+  
     透镜材料为N-BK7。 x1#>"z7  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 H}5WglV.  
     tF} ^  
    (1[59<cg]  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 z8ZQL.z%h  
     X>=`l)ZR  
    lTqlQ<`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)。 1J"9Y81   
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ^@AyC"K  
    lP`BKc,  
    6. 分光器的设置 ebI2gEu;a  
    #l4T/`u'9!  
    $~.YB\3  
    9D1WUUa  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 2=Naq Ht(  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 t kj  
     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 4\&Y;upy+  
    Y PI)^ }  
    7. 合束器的设置 I_v}}h{  
    Pn OWQ8=  
    N7J?S~x  
    $N)G:=M!s  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 :}v-+eIQ  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 rnj$u-8  
    IB[$~sGe  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 R>"Fc/{y  
    }l7+W4~  
    Blzvn19'h  
     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)。 '^_u5Y]  
    应用示例详细内容 950N\Y @u  
    仿真&结果 xz"60xxY  
    +_i{4Iz~p  
    1. 结果：利用光线追迹分析 70c]|5  
    $q@d.Z>;  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ^-~JkW'z  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    v{a%TA9-  
    KN|<yF   
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 mfQ#n!{ZH  
    8-nf4=ll  
    tr,W)5O@L  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 gfg,V.:  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 w7U]-MW6A*  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    o2ggHZe/=@  
    c,2& -T}  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 v<!S_7h  
    C!5A,|DX  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 +r8bGS]ki  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 b]4dmc*N+  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 M@A3+ v%K  
    ls 5iE  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ;AEfU^[  
    0!|d .jZI  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 !RmVb}m  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 XX~vg>3_  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 qLDj\%~(  
    9Lb96K?=>  
    ~:z.Xu5m  
    5. 总结 |NfFe*q0;8  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \#9LwC"8;  
    K?^;|m-  
    4. 仿真 < xy@%  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 @N>7+ 4  
    .zO2g8(VR  
    5. 计算 l/X_CM8y~  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 AatSN@,~z  
    N6y9'LGG`  
    6. 研究 E JkHPn  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 wX"hUu  
    Ht Fr(g\"$  
    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。 !wy _3a  
    m+Ye`]  
    扩展阅读 "<ZV'z  
    b&z#ZY  
    1. 扩展阅读 s:U:Dv  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 nj[TTnd Jt  
    bBjr hi  
     开始视频 !/is+ xp  
    - 光路图介绍 JtL> mH  
    - 参数运行介绍 %v0M~J}+  
    - 参数优化介绍 buGBqx[  
     其他测量系统示例： 1X?ro;  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Xul`>8y|  
    )/;KxaKt  
    _gT65G~z  
    QQ：2987619807     Z,).)y#B  
     
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