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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) A=BT2j'l)  
    &B} ,xcNO  
    应用示例简述 I\$?'q>  
     C9nCSbGMY{  
    1. 系统说明 x8RiYi+  
     Q^Q6| n  
    光源 k, jcLX.  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) D<Z]kR(  
     元件 W$Z8AZ{E  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 ryt`yO  
     探测器 uB+ :sX-L  
    — 干涉条纹 LTnbBh*mc  
     建模/设计 )W!\D/C+  
    — 光线追迹：初始系统概览 @6{F4  
    — 几何场追迹加(GFT+)： UkM#uKr:  
     计算干涉条纹。 kC/An@J^#  
     分析对齐误差的影响。 Kd7Lpw1u]  
     Lv:;}  
    2. 系统说明 } v3w-  
     eVGW4b  
    参考光路 c=4z+_K  
    hGU 3DKHT  
    3. 建模/设计结果 NdM \RD_R  
    ZtX \E+mC  
    (iY2d_FQ[  
    4. 总结 OA&r8WK3  
     }}4uLGu)  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s mqUFo  
     Ft?Y c 5  
    1. 仿真 /=:F w}vt  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 D1Q]Z63,  
    2. 计算 hCB _g  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >,c'Z<TM  
    3. 研究 >\!k~Zi  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 z]1g;j  
    cC TTjx{  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 FQ]5W |e  
     LN=#&7=$c  
    应用示例详细内容 lYy:A%yDT  
    系统参数 P&AaD!Qn  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 *):s**BJ$  
     )T'~F  
     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。 F-2Q3+7$  
    kf_*=ER  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 5)p!}hWs  
     x=V3_HI/}  
    2. 说明：光源 Gc<^ b  
     %m "9 =C  
    q`HK4~i,  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 z=qxZuFkDs  
     因此，相干长度大于1m VaTA|=[;  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 0D}k ^W  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 c)SQ@B@q  
    A1x    
    N7Kkz /  
     /B5rWJ2AS  
    3. 说明：光源 +A2}@k   
    phy:G}F6%  
    Ob|v$C  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ]v0=jm5A  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 k j&hn  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ^- s`$lTp  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     &}FWpo!  
    4. 说明：光学元件 6' 9zpe@`  
    .wkW<F7  
    z O6Sl[)  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 %`]fZr A]#  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 h]k1vp)Q y  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 +e&Q<q!,q  
     透镜材料为N-BK7。 U (A#}  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 RHuc#b0  
     T,v5cc:nO  
    `6o5[2V  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ?cgb3^R'  
     M[^EHa<i  
    gr4JaV  
     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)。 C.+:FY.H  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 !GtCOr\'  
    =_`cY^ib+  
    6. 分光器的设置 -@/!u9l  
    b%e7rY2  
    ;%O>=m'4  
    Lg+cHaA  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 (sEZNo5n  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 iG=XRctgj)  
     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 10r9sR  
    ~uEI}z  
    7. 合束器的设置 i/F ].Sag  
    =[`gfw  
    -<^3!C >  
    ShMP_?]P  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Z8WBOf*~e  
     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。 iL3k8:x  
    49dN~k=  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 [)nU?l  
    _6C,w`[[6  
    jW]Fx:mQi  
     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)。 8<Ex`  
    应用示例详细内容 ie<m)  
    仿真&结果 8V+  
    cDh\$7'b  
    1. 结果：利用光线追迹分析 D~@lpcI  
    >RKepV(X7  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 /UiB1-*b  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    (h% xqXs  
    ou [Wz{  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 :A`jRe.  
    N1X;&qZDd  
    Q@.%^1Mp  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 n$3w=9EX *  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 vf['$um  
     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。
    ~}s0~j~  
    vXibg  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ,~7+r#q7  
    BmCBC,j<v>  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 o^<W3Z  
     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°。 ~JohcU}d  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 a>Xq   
    qnf\K}   
    4. 对准误差的影响：元件平移 IYB;X  
    kk+:y{0V  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 |@*   
     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。 Hv|(V3-  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _OR[RGy  
    ()yOK$"  
    V-z F'KI[  
    5. 总结 r }Nq"s<  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 P !~B07y  
    3E:+DF-Z\  
    4. 仿真 )-S;j)(+  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 8Tm/gzx  
    %YI!{  
    5. 计算 B \>W  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Y~I6ee,\  
    t 2&}  
    6. 研究 6G>bZ+  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移  h]?[}&  
    mbZ g2TTy  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 )LE#SGJP  
    j'&a)-Wx_  
    扩展阅读 RX\@fmK&  
    ;%xG bg!lg  
    1. 扩展阅读 Aq{7WA  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 -.hH,zm  
    D}EH9d  
     开始视频 StM)lVeF  
    - 光路图介绍 T( sEk  
    - 参数运行介绍 ]=m0@JTbG  
    - 参数优化介绍 'K3%@,O  
     其他测量系统示例： <zF/at  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) }o9(Q8  
    KPs @v@5M  
    gBXJ/BW$y  
    QQ：2987619807     D[CEg2$y  
     
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