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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) QO;OeMQv%  
    ~B704i  
    应用示例简述 \v]esIP5R'  
     cmu|d  
    1. 系统说明 ,jc')#]9B  
     U{[ g"_+~  
    光源 QrSF1y'd  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Ix59(g  
     元件 Gtm|aR{OS  
    — 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 g7-*WN<  
     探测器 '&+5L.  
    — 干涉条纹 'lIj89h<E  
     建模/设计 E/:mO~1< c  
    — 光线追迹：初始系统概览 f[s|<U^  
    — 几何场追迹加(GFT+)： >oHgs  
     计算干涉条纹。 }1}L&M@  
     分析对齐误差的影响。 DN0`vl{*  
     (/;<K$u*h  
    2. 系统说明 vvwQ/iJO4Q  
     5BAGIO<w  
    参考光路 A(84cmq!q  
    +v{g'  
    3. 建模/设计结果 r Y#^C  
    }c?W|#y`.o  
    C>=[fAr mO  
    4. 总结 E},^,65  
     CxbGL  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 gCjW !t  
     oQL$X3S  
    1. 仿真 T? e(m  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 DV!10NqUr  
    2. 计算 30fqD1_{  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C &~s<tcn  
    3. 研究 $TZjSZ1w  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 |EZ\+!8N:{  
    EpUBO}q]  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 f j:q>}V  
     /BQB7vL  
    应用示例详细内容 De^Uc  
    系统参数 o$rA;^2X  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +L hV4@zC  
     KSgYf;  
     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。 VOkSR6  
    $_Kcm"oj  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 n1    
     T)lkT?  
    2. 说明：光源 EN-;@P9;C  
     B }t529Z  
    5i1E 5@~  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Q^} Ib[  
     因此，相干长度大于1m AO~f=GW  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 5D6 ,B  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 MG-#p8  
    E5QQI9ea  
    T8W;Lb9hQ  
     e.Gjp {  
    3. 说明：光源 i38`2  
     \<u  
    >XJUj4B|X  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ,JqCxb9  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #D ]P3  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 PR3&LI;B*  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     8s9ZY4_  
    4. 说明：光学元件 S.R|Bwj}(Y  
    ?^gq  
    1a79]-j  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 *&doI%q  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 M{4U%lk  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 =Q~@dP  
     透镜材料为N-BK7。 <^(>o  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 oYAHyCkVq  
     | {Tq/  
    t|?eNKVV9'  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 S~hoAl"xb/  
     TOw;P:-  
    F10TvJ U  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 fJD+GvV$x  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 i)q8p  
    \\P*w$c   
    6. 分光器的设置 ["WWaCcx  
    f-`C1|\w  
    a)QSq<2*  
    uN@El1ouY  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 2#Du5d  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 @kWRI*m  
     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 \rM5@ Vf  
    $ww0$  
    7. 合束器的设置 y`\rb<AZ*t  
    oH;9s-Be  
    u$<>8aMei  
    PVaqKCj:6W  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 DCKH^J   
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 )1gOO{T]h?  
    Kh7C7[&  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 uc Ph*M  
    "sYZ3  
    3c+ps;nh  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 gMsB1|  
    应用示例详细内容 ?izl#?  
    仿真&结果 R!rj:f!>  
    c@Xb6z_>  
    1. 结果：利用光线追迹分析 n;LjKE  
    >e!Y63`  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 {ObUJ3  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    \Vx_$E  
    Hm'aD2k  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 W>(w&k]%B  
    :6J&%n  
    6 IRa$h>H  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 y\_k8RqE^  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Xi0fX$-,  
     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。
    sAS[wcOQ  
    l4ru0V8s7  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 *iVE O  
    {uurLEe?  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 nh+Hwj#(x  
     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°。 o(yyj'=(  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 3F32 /_`  
    :,V&P_  
    4. 对准误差的影响：元件平移 PR7B Cxm  
    Muyi2F)j  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 KNjU!Z/4  
     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。 W5>emx'>  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 > D%  
    <c$rfjM+JU  
    Xi;<O&+  
    5. 总结 Vwb_$Yi+]  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 C{~O!^2G  
    mrBK{@n  
    4. 仿真 ;;+h4O )  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 NAOCQDk{  
    [qU`}S2  
    5. 计算 x@3cZd0j#  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 PMT}fg  
    $LVzhQlD  
    6. 研究 Y h53Z"a  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5\}E4y  
    Tj+U:#!!~  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 *T~b ox  
    &ET$ca`j#  
    扩展阅读 7^syu;DT9Y  
    *fz#B/ _o  
    1. 扩展阅读 Yl =-j  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 R '8S)'l  
    yMt:L)+  
     开始视频 @`ii3&W4  
    - 光路图介绍 5?[hr5E.E  
    - 参数运行介绍 \VWgF)_  
    - 参数优化介绍 Tn9F g7<  
     其他测量系统示例： xQl}~G]!  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ;*0nPhBw0>  
    11c\C Iu  
    _mJhY0Oc  
    QQ：2987619807     ) O&zb_{n  
     
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