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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) x./l27}6  
    ']'V?@H]4  
    应用示例简述 N#!**Q 0  
     \(g/::|  
    1. 系统说明 ^v+3qm@,  
     'G>gNq  
    光源 o)}M$}4  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) w /l\p3n  
     元件 9=FqI50{  
    — 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 ;+6TZqklQ  
     探测器 z<h?WsL  
    — 干涉条纹 MjrI0@R  
     建模/设计 {<J(*K*\Jo  
    — 光线追迹：初始系统概览 +"8-)'  
    — 几何场追迹加(GFT+)： }r _d{nhi  
     计算干涉条纹。 *41 2)zEy  
     分析对齐误差的影响。 EH2a  
     [)S7`K;  
    2. 系统说明 gfU@`A_N"  
     eX0ASI9  
    参考光路 /'<Qk'   
    6U!zc]>  
    3. 建模/设计结果 qy$1+>f1  
    <^v-y)%N:A  
    9~Ve}NB#z&  
    4. 总结 P"k`h=>!4  
     {S*:pG:+q  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 '}pe$=  
     7~H.\4HB  
    1. 仿真 <JkmJ/X  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Q(0eq_X|6  
    2. 计算 zh6 0b{  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [e.@Yx_}  
    3. 研究 Hi5}s  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 IJzPWs5W:  
    Z}NMDb:t  
    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。 \[MQJX,dn  
     {CH *?|t  
    应用示例详细内容 /tqQAvj  
    系统参数 YI!@ ,t  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ;G\RGU~  
     k}tT l 2  
     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。 Fmo^ ?~b  
    `k.Nphx~%  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 DI,8y"!5  
     Z7:TPY$b  
    2. 说明：光源 ?loP18S b  
     ){S/h<4m  
    Q/u1$&1  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 tIJ?caX5=  
     因此，相干长度大于1m *B ]5K{N  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 $Il:Yw_  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ]%I}hj J  
    AC& }8w[>u  
    GL- r;  
     #\LsM ~,  
    3. 说明：光源 ~Q36lR  
    ,'>,N/JA  
    KBSO^<7  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 530Z>q  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 *!p#1fE  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 u?-X07_  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     k6|wiSyu  
    4. 说明：光学元件 ~4{|  
    u U;]/  
    8/oO}SLF  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 XZ1oV?Z4  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 :3$$PdZ  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ;wF 0s  
     透镜材料为N-BK7。 B4d\4S_r%  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 @Fs2J_v  
     ~wl 4  
    ,4`=gKn  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 M+lj g&fy  
     fRT4,;  
    y?4%eD  
     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)。 y/d/#}\:  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 "pLWJvj6-  
    {iRXK   
    6. 分光器的设置 "T+oXK\B  
    d> OLnG> F  
    Okt0b|=`1*  
    FvTc{"w /  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 t=B>t S.hO  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 E Qn4+  
     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 $T%~t@Cv1  
    *W&}}iL  
    7. 合束器的设置 `of` uB  
    -YD+x PD  
    (s?Rbd  
    c"H59 jE  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 7%g8&d  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 xLp<G(;  
    )!tqock*v  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 KDQqN]rg  
    %D9,Femt  
    Xe:gH.}  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 QgZ`~  
    应用示例详细内容 vC1D}=Fp  
    仿真&结果 "jFRGgd79  
    y53f73Cg  
    1. 结果：利用光线追迹分析 `$hna{e^n  
    Q(gc(bJV  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 QhqXd  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    v vvH5NRm  
    Hvj1R.I/  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 _${//`ia=  
    |y T-N3H@  
    zVL"$ )  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ) }.<lSw  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 H,I k&{@j  
     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。
    U.mVz,k3  
    dd=' ;%?  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 o fw0_)!Q  
    S="teH[  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 =!pfgE  
     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°。 )4@La&  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 tn@MOOP l  
    FR%u1fi  
    4. 对准误差的影响：元件平移 3\~ RWoB0u  
    h0v4!`PQ-  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 a9<&|L <  
     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。 E/[<} ./  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 IC[iCrB  
    H/Wo~$  
    t^Hte^#S  
    5. 总结 h%0hryGB  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 cI g|sn  
    'i5V6yB  
    4. 仿真 c/bIt  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 K@DK4{  
    K;fRDE) {  
    5. 计算 J#L"kz  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 luYa+E0  
    f-M9OI  
    6. 研究 ?jDdF  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 t(,_  
    2:>|zmh_  
    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。 [p7cgHSMt  
    K/OE;;<IA  
    扩展阅读 AnUOv 2  
    eC71;"  
    1. 扩展阅读 pMfP3G7V  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 EP ;TfWc}1  
    5/m^9@A  
     开始视频 'Itsu~fza  
    - 光路图介绍 nKP[U=ac  
    - 参数运行介绍 9sR?aW^$,/  
    - 参数优化介绍 N8s2v W  
     其他测量系统示例： T9,T'y>BD  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ML|O2e  
    ^71!.b%  
    n%"0%A  
    QQ：2987619807     BRu/pyxG  
     
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