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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) Z ^yn S  
    u$1^=  
    应用示例简述 liH1r1M  
     w8-L2)Q}I  
    1. 系统说明 '/F~vSQsR  
     bj+foNvu\  
    光源 zvbz3a  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) E._/PB  
     元件 HK.Si]:  
    — 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 |Lz7}g=6  
     探测器 V}t8H  
    — 干涉条纹 UeSPwY  
     建模/设计 $K!6T  
    — 光线追迹：初始系统概览 atfK?VK#  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 5{M$m&$1  
     计算干涉条纹。 Dl=vv9  
     分析对齐误差的影响。 G#z9=NF~V  
     A@I3:V  
    2. 系统说明 rj;~SC{  
     ] iiB|xT  
    参考光路 i&,1  
    H~ =;yy  
    3. 建模/设计结果 wW'.bqA  
    izr 3{y5  
    uulzJbV,K  
    4. 总结 ltmD=-]G_  
     Z4PAdT  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %lN4"jtx  
     !Ka~X!+\  
    1. 仿真 ~RnBs`&!  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 VN<baK%]  
    2. 计算 J y0TVjA  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 'J#uD|9)  
    3. 研究 \&%y4=y<sE  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 3- 4jSN\  
    5~SBZYI  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 z%WOv ~8~  
     F}_Zh9/$(  
    应用示例详细内容 A-qpuI;f  
    系统参数 d Y]i AJ  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 I6F $@  
      2dBjc{  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 D$bJs O  
    bn"z&g   
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 * uZ'MS  
     %Wb$qpa  
    2. 说明：光源 x\6i(k-  
     m_>~e}2'A  
    0'tm.,  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 #Xd#Nc j  
     因此，相干长度大于1m &pLCN[a  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 \G &q[8F\  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 .2STBh.;  
    R{Qvpd$y  
    oJ)v6"j  
     fsVr<m  
    3. 说明：光源 =?- s azF&  
    I'16-  
    7)+%;|~  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 &5;y&dh  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 U-:_4[  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 W/I D8+:i  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     d9uT*5f  
    4. 说明：光学元件 Y@M l}43  
    U})Z4>[bvt  
    N&+DhKw  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 G,b1u"  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ]$96#}7N  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 9]TvL h3  
     透镜材料为N-BK7。 Z8_Q Kw>  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 yzmwNsu  
     AehkEN&H/t  
    ^5![tTJ  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 f:K`M W  
     H) &pay  
    LC:bHM, e  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 -}2e+DyAy  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 wC[Bh^]  
    1f`=U 0  
    6. 分光器的设置 1)f~OL8o  
    Z ]WA-Q6n  
    E8.xmTq  
    }D&fw=r"M  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 IKV:J9  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 N%&D(_  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 )<1}`9G  
    n/]$k4h  
    7. 合束器的设置 13T0"}  
    ~h*p A8^L  
    IW'2+EGc  
    &$</|F)y  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Li;(~_62a]  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 r'ydjy  
    \LS+.bp%  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 nu#_,x<LS  
    XK5qE"  
    s GP}>w-JZ  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 :{v:sK  
    应用示例详细内容 D%Y{(l+X  
    仿真&结果 W<D(M.61A  
    NK@G0p~O  
    1. 结果：利用光线追迹分析 88ydAx#P  
    wB;'+d&  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 z<F.0~)jb  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    4;ig5'U,  
    P2Ja*!K]  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 mTzzF9n"Y  
    ZkJYPXdn?  
    cKX6pG  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 k+S 6)BQ7U  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 N|ut^X+|\  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    :oH"  
    z AxwM-`  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ZK[S'(6q  
    oIM]  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 .#;;pu7W  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 iM Xl}3  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 a]465FY  
    M#qZ0JT4  
    4. 对准误差的影响：元件平移 uj-q@IKe  
    n8M/Y}mH   
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 p5~;8Q7  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 8P3EQY -  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 UP]J `\$o  
    4>gMe3]0  
    qu[x=LZ_  
    5. 总结 <bf^'$l  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 D(&${Mnac  
    LTY@}o]\U  
    4. 仿真 m//(1hWv7  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 .JpYZ |  
    qb ^4G  
    5. 计算 >=2nAv/(  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 gT R:9E:B  
    $2^V#GWo  
    6. 研究 Z8=4cWI~;  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 @Ey(0BxNu  
    O4&/g-  
    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。 2WIbu-"l  
    VYhZ0;' '  
    扩展阅读 U3^T.i"R  
    N2}].}  
    1. 扩展阅读 HFx8v!^5N  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 UJ)\E ^Hp  
    'MM#nQ\(  
     开始视频 d `Q$URn|  
    - 光路图介绍  { Lt \4h  
    - 参数运行介绍 }d)>pH  
    - 参数优化介绍 b=QO^  
     其他测量系统示例： KTk%N p  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) <9/oqp{C4  
    5jg^12EP  
    _-Aw`<_*-  
    QQ：2987619807     u:N/aaU=  
     
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