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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) 8Z3+S)6  
    >\DXA)nc  
    应用示例简述 V2/+SvB2  
     3UC8iq*  
    1. 系统说明 >^J!Z~;L)  
     {OAy@6 +  
    光源 n^Z?u9VR  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) c<&+[{|  
     元件 =As'vt 0  
    — 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 flLmZ1"  
     探测器 0^(.(:  
    — 干涉条纹 z5'VsK:  
     建模/设计 xC;$/u%'  
    — 光线追迹：初始系统概览 TaolX*$5  
    — 几何场追迹加(GFT+)： )%j)*Ymz;  
     计算干涉条纹。 95 ]%j\  
     分析对齐误差的影响。 ^\+6*YE 4  
     %\b5)p  
    2. 系统说明 %oor7 -l  
     DBmcvC  
    参考光路 Fah}#,  
    b1*6)  
    3. 建模/设计结果 W)4xO>ck*3  
    LnJ7i"Q  
    3F.O0Vz  
    4. 总结 +V'r >C:  
     }p- %~ Y  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 SbI,9<  
     p>}N9v;Bo  
    1. 仿真 qw, >~  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 kT$4X0}  
    2. 计算 *<0g/AL  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8dZH&G@;  
    3. 研究 9hguC yr@h  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 VR:b1XWX  
    1$Hf`h2  
    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。 pP/o2  
     dJ&s/Z/>E  
    应用示例详细内容 8 Zj>|u  
    系统参数 gRqz8UI  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ?=4t~\g?  
     EEo+#  
     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< 3vA|o  
    l|up3A3)  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 & {/ u>,  
     :<(<tz7dj  
    2. 说明：光源 /6.b>|zF  
     G? _,(  
    3}gK`1Nq1  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 k m|wB4  
     因此，相干长度大于1m `fV$'u  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 AdYQhF##  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 :|A db\b  
    )I$Mh@F  
    X'F$K!o*,:  
     {vH8X(m  
    3. 说明：光源 "nefRz%j+  
    )/pPY  
    }wb;ulN)  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 DtN6.9H2`  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 E<4}mSn)  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0z xeA +U  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     1&As:kv5I  
    4. 说明：光学元件 >k jJq]A2  
    {p\KB!Y-  
    t8+93,*B  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 UmuFzw^  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ,5?MRqCM  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 `j$d(+Gv  
     透镜材料为N-BK7。 .WPqK >79|  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 sg2C_]i,H  
     _L72Ae(_  
    igL^k`&5^"  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 =>J#_Pprn  
     |Wgab5D>V  
    7(;VUR%%.  
     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)。 <>oW f  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 Y|~>(  
    D-!%L<<  
    6. 分光器的设置 %G&v@R  
    F&~vD  
    el%Qxak`"  
    )1,&YJM*6l  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 I$LO0avvH2  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 !;a<E:  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 5b'S~Qj#r$  
    m t^1[  
    7. 合束器的设置 Uf<vw3  
    AVWrD[ wD2  
    iE`aGoA  
    "lZ<bG  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 n58jB:XR(  
     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。 yw<xv-Q=i  
    k#&SWp=  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ~-%A@Lt  
    tK H!xit  
    y<b0z\  
     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)。 -*2X YTe  
    应用示例详细内容 aB)DX  
    仿真&结果 A{%;Hd`0/  
    >>D i  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Fm':sd)'X  
    SI9hS4<j  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 <k6xScy$}  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    bYc qscW  
    Se`N5hQ  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 z-G (!]:  
    R.T-Ptene  
    i#=X#_ +El  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 J.l%H U  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 %5gJ6>@6Z  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    M(uB ;Te  
    sD +G+  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 uyj*v]AE'  
    ~S!kn1&O  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 )}!'VIe^!  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 Uzn|)OfWP  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 !.$P`wKr  
    +GU16+w~E  
    4. 对准误差的影响：元件平移 |plo65  
    l)s+"C#  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 u_8 22Z  
     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。 oZ[ w  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 SGd.z6"H  
    A#: c  
    *XO KH+_u  
    5. 总结 -RQQ|:O$  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #U D  
    ?/MXcI(  
    4. 仿真 )d u{ZWr  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ue:T3jp 3%  
    U(4_X[qD  
    5. 计算 @|Bp'`j%J  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 FF~4y>R7u  
    m0\}Cc  
    6. 研究 {~g  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 \#,#_  
    {VG[m@  
    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。 2z# @:Q  
    L.[uMuUa  
    扩展阅读 r.^X>?  
    [#'_@zZz  
    1. 扩展阅读 )#~fS28j  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 $ow`)?sh  
    M~F2cX W  
     开始视频 rxp9B>~  
    - 光路图介绍 'TsZuZW]  
    - 参数运行介绍 F5[ITK]A4  
    - 参数优化介绍 Vzvw/17J  
     其他测量系统示例： < DZ76  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) =w$"wzc  
    gr{Sh`Cm-  
    l]y%cJ~$'D  
    QQ：2987619807     igj@{FN  
     
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