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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) ^75pV%<%  
    t<8z08  
    应用示例简述 ))$ CEh"X  
     _%XbxP6rH  
    1. 系统说明 Xk;Uk[  
     5BZ+b_A>VV  
    光源 ^9n}-Cqeq  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) |:{g?4Mi  
     元件 9$8X> T^   
    — 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 E`U &Z  
     探测器 8U8P g2  
    — 干涉条纹 .Ydr[  
     建模/设计 F%9e@{  
    — 光线追迹：初始系统概览 l A 0-?k  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 3KB| NS  
     计算干涉条纹。 1*TXDo_T  
     分析对齐误差的影响。 Fa6H(L3  
     r{bgTG  
    2. 系统说明 &9S8al 8"  
     xq8}6Q  
    参考光路 \z&03@Sw  
    {(8U8f<'=y  
    3. 建模/设计结果 A&x ab  
    `8.1&fBr  
    c8 H9_6  
    4. 总结 n U+pnkMj  
     yIn/Y0No  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8') .o hD  
     U]+b` m  
    1. 仿真 oFX"F0rx  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 g/fp45s  
    2. 计算 "FD<^  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 b\<lNE!L  
    3. 研究 gK&5HTo  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 DKe6?PG  
    u<BHf@AI  
    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。 $w 5#2Za  
     ]?v?Qfh2  
    应用示例详细内容 HQ ELK  
    系统参数 BYhmJC|  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 >eYU$/80  
     Fr938q6^-  
     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。 5 ]A$P\7~1  
    t ?pIE cl  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 F(?Fz8  
     (MF+/fi  
    2. 说明：光源 m70`{-O  
     &"@HWF  
    ,I 9][_  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 uK+9gTv  
     因此，相干长度大于1m 1R^XWAb  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ~ z-?rW  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ,n /SDEL  
    \}]=?}(  
     60Xl.  
     dXf]G6  
    3. 说明：光源 bUY:XmA  
    #U\&i`  
    `2 %eDFZ  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 (Von;U  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 >x|A7iWn{,  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 HM(bR"E  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     1 Ovx$ *  
    4. 说明：光学元件 Y&1!Z*OL;  
    <=5,(a5g  
    E.zYi7YUKK  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 &sr:\Qn X/  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 n',9#I(!L  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 >S-N|uR6  
     透镜材料为N-BK7。 8M".o n  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 u`L!za7fi  
     #'G7mAoA  
    2Q`PUXj  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [FeJ8P>z  
     #Of<1  
    x`j$9XN5  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 eE#81]'6a  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 @SF" )j|  
    1%]{0P0?[  
    6. 分光器的设置 uJ) \P  
    "W,"qFx  
    kG|>_5  
    U&d-?PI  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 kcma/d  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 fmZzBZ_  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 M rH%hRV6R  
    fed[^wW  
    7. 合束器的设置 R"8})a gw  
    ?=|) n%  
    ^)%wq@Hi  
    .H[Lo>  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 XSHwE)m  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 |aOnV,}  
    q6m87O9  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ')yF0  
    @Z=y'yc'y.  
    /%}YuN  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 /FNj|7s  
    应用示例详细内容 Tg{dIh.Q~O  
    仿真&结果 !,-qn)b  
    u6bB5(s`&  
    1. 结果：利用光线追迹分析 4%c7#AX[T  
    u[6`Jr~  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 .@/z-OgXg  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    46.q a nh  
    8en#PH }  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 :'^dy%&UB  
    {*5;:QnT  
    61eKGcjs:  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 |]2eGrGj4  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 At^DY!3vx  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    V;(*\"O  
    =-1^K  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 >/OXC+=^4  
    DT7-v4Zd  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ?`[ uh%  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 RGPU~L  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ;Cp/2A}Xx  
    nF!_q;+Vp  
    4. 对准误差的影响：元件平移 exrt|A] _[  
    o"+ &^  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ZC\.};.  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 dO4U9{+  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 qeO6}A"^|  
    1o"oa<*_  
    77=y!SDP  
    5. 总结 ZZ.0'   
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s%TO(vT  
    +/_B/[e<>  
    4. 仿真 nY5n%>8  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^$s~qQQ}B  
    %>z8:oJ  
    5. 计算 m*Lv,yw %a  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 IkXKt8`YVA  
    %RD7=Z-z  
    6. 研究 H|Fqc=qp  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 a518N*]j  
    ]zR;%p  
    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。 {HJ`%xN|  
    G>{:D'#  
    扩展阅读 OaCj3d>  
    Z-sN4fr a  
    1. 扩展阅读 Ai_|)  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 )b2E/G@X&  
    *p5T  
     开始视频 n~>CE"q  
    - 光路图介绍 )1yUV*6  
    - 参数运行介绍 \S@=zII_  
    - 参数优化介绍 g}og@UY7#  
     其他测量系统示例： eRqexqO!  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) d~1"{WPSn  
    &/#Tk>:  
    hw.demD  
    QQ：2987619807     mM^8YL  
     
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