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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) 9@&Z`b_  
    ne%OTr 4dD  
    应用示例简述 yK2*~T,6@  
     E'kQ  
    1. 系统说明 N<i Vs  
     Xrzh*sp  
    光源 RX<^MzCDV  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) zR/p}Wu|!  
     元件 p?gLW/n  
    — 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 y<LwrrJ>  
     探测器 1V9X(uP  
    — 干涉条纹 (NWN&  
     建模/设计 J?=Ob?+ _  
    — 光线追迹：初始系统概览 mWFZg.#?  
    — 几何场追迹加(GFT+)： i:Ct6[  
     计算干涉条纹。 8GAQVe^$-  
     分析对齐误差的影响。 |&pz,"(  
     \?ws0Ax  
    2. 系统说明 M6d w~0e  
     rM?Dp2  
    参考光路 r.G/f{=<@  
    .j'IYlv/P  
    3. 建模/设计结果 rL+n$p X-  
    JFk|Uqs(  
    KUqS(u  
    4. 总结 ,,j=RG_  
     z# ?w/NE  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _!g NF=  
     .aH?H]^  
    1. 仿真 qQR YHo>/e  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 f*&JfP  
    2. 计算 g~sNY|%  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 g~["O!K3  
    3. 研究 ifCGNvDR  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5J#g JFA  
    {%k;V ~  
    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。 cj_?*  
     '\mZ7.Jj  
    应用示例详细内容 7T;RXrT  
    系统参数 `; %aQR  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 !P^$g R  
     uU !i`8  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ik NFW*p  
    -&$%m)wN  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `Qk R  
     MAo,PiYb  
    2. 说明：光源 BRLU&@G`1  
     !3v"7l{LF  
    OQ*. ho  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 10a*7 L  
     因此，相干长度大于1m 2EcYO$R!  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ;xH'%W9z  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 aJ_Eh(cF  
    JNg5?V;.U  
    VCtiZ4  
     ~:b~f]lO  
    3. 说明：光源 utS M x(  
    SF=|++b1f  
    5j 01Mx A  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 RtM.}wv;  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 g]Ny?61  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 hQx e0Pdt  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     _1%^ ibn  
    4. 说明：光学元件 #_|^C(]!  
    ;mxT >|z  
    5|t&qUV  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 <aD+Ki6  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 3AL=*qq  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 $iJ #%&D  
     透镜材料为N-BK7。 L%s""nP  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 "G)?  E|  
     sb5kexGxkc  
    sgsMlZ3/  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 U}Fk%Jj  
     <Y6>L};  
    'Em($A (  
     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)。 },ZL8l{  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 NVPYv#uK  
    w2V E_  
    6. 分光器的设置 =S +:qk  
    ?`}U|]c  
    4Lb<#e13R?  
    lV="IP^7  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 hlEvL  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 NtL?cWct  
     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 (o=iX,@'2  
    3=I Q  
    7. 合束器的设置 P=z':4,M}  
    [0@i,7{ZqE  
    K_.x(Z(;4  
    IrM3Uh  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ,%<77LE  
     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。 _RVXE  
    akwVU\RP  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ~vS.Dr  
    (U<wKk"  
    $6Psq=|  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 !4fL|0  
    应用示例详细内容 c+VUk*c3  
    仿真&结果 Wc[)mYOSuO  
    Y?x3JU0_  
    1. 结果：利用光线追迹分析 7n.J.<+9  
    T]k@g_  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 n$iz   
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    a r%Rr"  
    Hqv(X=6E0  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 .kV/ 0!q?  
    [rem,i+  
    <L 0_< T  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 SM?<woY=*  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 sj2+|>  
     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。
    " 8v  
    wvY$ s;  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 3f x!\  
    +(T,d]o]  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 Zs)9O Ju  
     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°。 7EUaf;d^  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 )Q`<O  
    Dc5XU3Eu`  
    4. 对准误差的影响：元件平移 lC{m;V2  
    N0NMRU]zT  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 n$9!G  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 :mL.Y em*'  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 x8t1g,QA  
    3@SfCG&|e  
    54-x 14")  
    5. 总结 I;LqyzM  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 na>B{6  
    7UfyOOFa  
    4. 仿真 &0myA_So  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 5NK:94&JE  
    =Vfj#WL  
    5. 计算 J2-xnUa]7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 F);C?SW"  
    ^;e`ZtcI  
    6. 研究 OXo-(HLE  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 uM$=v]e^ 4  
    l }[ 4  
    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。 0nX5 $Kn  
    5 ,HNb  
    扩展阅读 (s~hh  
    N|; cG[W  
    1. 扩展阅读 D  UeT  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 $J+$ 8pA  
    -Q/Dbz#-  
     开始视频 lsd\ `X5,  
    - 光路图介绍 3)sqAs(  
    - 参数运行介绍 +!rK4[W'  
    - 参数优化介绍 Sq,x@  
     其他测量系统示例： 6%>0g^`)9Y  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) a fjC~}  
    mdwY48b  
    =e63>*M|  
    QQ：2987619807      GY>0v  
     
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