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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) )W&{OMr  
    -F MonM  
    应用示例简述 <,D*m+BWn  
     |qBcE  
    1. 系统说明 %< `D' V@  
     /i#";~sO  
    光源 t(jE9t|2e6  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) .eLd0{JtN  
     元件 8[D"  
    — 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 o=Y'ns^a(  
     探测器 1xInU_SPf  
    — 干涉条纹 tS-gaT`T  
     建模/设计 QNH3\<IS  
    — 光线追迹：初始系统概览 3 FV -&Y  
    — 几何场追迹加(GFT+)： kpxGC,I^*.  
     计算干涉条纹。 Q!_d6-*u  
     分析对齐误差的影响。 wx YGr`f  
     "lSh 4X  
    2. 系统说明 Je}0KW3G9L  
     +wf9!_'  
    参考光路 Qqs1%u;e8  
    o4wSt6gBcJ  
    3. 建模/设计结果 ;#:AM;  
    W1EYVXN  
    "p7nngn~  
    4. 总结 {`,)<R>}  
     ZJ.an%4  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !F.h+&^D;  
     !-%XrU8o3  
    1. 仿真 e['<.Yf+  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 I Zw  
    2. 计算 h9/fD5  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 x0WinLQ  
    3. 研究 "%\hDL;  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 _54gqD2C,  
    Rc &m4|cw7  
    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。 9g>)7Ne  
     @bJIN]R  
    应用示例详细内容 t"Ah]sD  
    系统参数 Ri~$hs!  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 AV7#,+p%G  
     @&Bh!_TWc  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 !&9(D^  
    }}i'8  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 aU^6FI  
     Qd{8.lB~LQ  
    2. 说明：光源 =^i K^)  
     8QZI(Xe9r  
    ~$J(it-a  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 5doi4b>]!  
     因此，相干长度大于1m -*z7`]5J  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 t%%()!|)j  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 oQObr  
    &K{8- t  
    JO+tY[q  
     _+'!l'`  
    3. 说明：光源 q\~ #g.}  
    W\NC3]  
    23WrJM!2N  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。  ]%FAJ\  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 b^Re947{g  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?_i >Kx  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     I<ohh`.  
    4. 说明：光学元件 vg1J N"S[  
    brs`R#e \  
    b5LToy:  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 7J!s"|VS  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 5l 3PAG  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ^9:`D@Z+  
     透镜材料为N-BK7。 L*tfY onq  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 `SsoRPW&$  
     }#7rg_O]>  
    66,(yxg  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 UaF~[toX  
     Z|%h-~  
    9K/EteS  
     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)。 YnRO>`  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 HFZ'xp|3dn  
    @,TIw[p  
    6. 分光器的设置 XhHgXVVGG<  
    k#Sr;"  
    C| ~ A]wc=  
    .i I{  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 >&KH!:OX|  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 rZJJ\ , |  
     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  3Iv^  
    C2"^YRN,  
    7. 合束器的设置 uC^)#Y\"  
    =g9n =spAn  
    YWl#!"-  
    i[IFD]Xy!j  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ( .cA'f?h  
     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。 %m\:AK[}  
    t{jY@J T|  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 :LY.C<8  
    L)J1yw  
    Y~g{9 <!  
     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)。 <VKJ+  
    应用示例详细内容 ~ p? ArZb  
    仿真&结果 ;v@G  
    tfGs| x  
    1. 结果：利用光线追迹分析 V%r`v%ktF  
    #dUKG8-HJ  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 BZ?3=S1*  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ,bl }@0A  
    $h{m")]  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 4@@Sh`E:  
    M/=36{,w-  
    1"ZtE\{ "  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 5MB`yRVv  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 )bOfs*S  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    S@HC$  
    i *.Y  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 MONX&$  
    Wn(!6yid  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 5p[}<I{  
     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°。 z}!g2d  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Bdw33z*m  
    #XDgvX >  
    4. 对准误差的影响：元件平移 CvY+b^;  
    P[ :_"4U  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 xR0T' @q  
     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。 = UH3.  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _Hv+2E[4Z  
    `s CwgY+  
    z!"vez  
    5. 总结 ~Kw#^.$3T  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7EE{*}?0E  
    Q6qW?*Y  
    4. 仿真 sE% $]Jp  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 n^4R]9U  
    (?r,pAc:  
    5. 计算 0hemXvv1  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 aV'bI  
    <giBL L!  
    6. 研究 ."$t&[;s  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ]$@a.#}  
    Food<(!.>  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 :25LQf^nz  
    p@Y=6Bw  
    扩展阅读 bqcCA9 1  
    kXSX<b<%  
    1. 扩展阅读 .T'@P7Hdx  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 h 3CA,$HJ  
    2FIL@f|\7z  
     开始视频 faQmkO  
    - 光路图介绍 |3'  
    - 参数运行介绍 WA`A/`taT  
    - 参数优化介绍  arYq$~U  
     其他测量系统示例： ljKIxSvCFp  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 8q[; 0  
    MUrPr   
    =fcg4h5(  
    QQ：2987619807     :>1nkm&Eg  
     
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