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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) 6b-  
    uU8*$+ "  
    应用示例简述 ],BJ}~v,X  
     #gxRTx  
    1. 系统说明 o%kSR ]V|  
     /AK*aRU^  
    光源 ~*66 3pA  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 5"76R Gw=  
     元件 vG'vgUo  
    — 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 ^% ~Et>C  
     探测器 ==jkp U*=  
    — 干涉条纹 Jm{As*W>  
     建模/设计 \_iH4<#>  
    — 光线追迹：初始系统概览 8r7/IGFg  
    — 几何场追迹加(GFT+)： f9h:"Dnzin  
     计算干涉条纹。 8.Pcr<  
     分析对齐误差的影响。 {q5hF5!`)  
     Y;a6:>D%cT  
    2. 系统说明 kcg)_]~6  
     EGQ1l i'B  
    参考光路 `~w%Jf  
    cHqvkN`  
    3. 建模/设计结果 DI $ mD{  
    "k>{b:R|  
    ~NNaLl  
    4. 总结 &5kjjQ*HB  
     &(z8GYBr  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 y1@"H/nYJ  
     [#H8=  
    1. 仿真 u;l6sdo  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 B}TInI%H  
    2. 计算 !5g)3St  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [)b/uR  
    3. 研究 "K4X:|Om"  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 oHP >v_ X  
    D7Rbho<  
    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。 2i4Dal  
     Sgjr4axu  
    应用示例详细内容 h0y\,iWXb  
    系统参数 'vf,T4uQ"  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 rRA_'t;uK  
     Oy?iAQ+  
     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。 >mGGJvTx  
    z- {"pI  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ?j^?@%f0  
     gZ79u  
    2. 说明：光源 IdC k  
     Poylq] F  
    %r}KvJgd  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ];wohW%  
     因此，相干长度大于1m N2S!.H!Wz  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 r*  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 }E)8soQR  
    'nmYB:&!  
    x.yb4i=Jq  
     q4IjCu+  
    3. 说明：光源 LcQ\?]w`]  
    [{.\UkV@  
    WLj_Zo*^x  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Wpg?%+Y  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 sN[@mAoH  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 &caO*R<#J}  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     wtgO;w  
    4. 说明：光学元件 XN0RT>@  
    ve_4@J)  
    P[|B WNei  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ?M1 QJ  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 tg m{gR  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 7UEy L }N  
     透镜材料为N-BK7。 []]LyWk  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 9M-]~.O  
     d T0 z^SG  
    eJwii  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 0ju wDd  
     (x*2BEn|  
    qo&SJDG  
     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)。 ",,qFM!  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 X|QX1dl  
    oq m{<g?2  
    6. 分光器的设置 B'#gs'fl  
    J~ gkGso  
    )8A=yrTIT  
    ^/RM;`h0  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 !C)>  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 *IfIRR>3l(  
     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 (UiH3Q9C]%  
    t+Tg@~K2[>  
    7. 合束器的设置 #$ raUNr  
    B2+_F"<;  
    p44uozbK  
    $AJy^`E^  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 FK,r<+h  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 \=: g$_l  
    zw;(:fgY#  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 hE3jb.s(>  
    1oVDOo  
    ki/Lf4  
     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)。 N`mC_)  
    应用示例详细内容 9$w)_RX9W  
    仿真&结果 &cv /q$W4  
    =GS_ G;Dz  
    1. 结果：利用光线追迹分析 _\V{X}ftqa  
    kTe<1^,m  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 hQRc,d6x5  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    SEn8t"n  
    Mh@ylp+q  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 KQy\l+\gM  
    a/xCl :=8q  
    *g_>eNpXD  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 !7Q.w/|=  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 vf'jz`Z  
     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。
    9<#R;eIsv  
    u=N;P  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 HrcnyQ`Q0  
    \VzQ1B>k  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 Sf8Xj |u  
     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°。 fwGz00C/U  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 cN(QTbyl6Q  
    t jBv{  
    4. 对准误差的影响：元件平移 #B{F{,vlu,  
    p{_ O*bo  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 H  "/e%  
     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。 +\@\,{Ujy  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 pc(9(. |  
    -cS4B//IK8  
    T%b^|="@  
    5. 总结 @o.i2iG  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?q8g<-?  
    qdnNapWnc  
    4. 仿真 60gn`s,,  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 R}YryzV5  
    zL=I-fVq  
    5. 计算 JQv ZTwSI  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Kd21:|!t^  
    j7%%/%$o[  
    6. 研究 IBHG1<3  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 tz> X'L  
    'Z%aBCM  
    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。 r/w@Dh]{_  
    X%qR6mMfT7  
    扩展阅读 %Y[/Ucdm  
    DWO:  
    1. 扩展阅读 eHZl-|-  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 x=<>%m5R  
    ",oUVl  
     开始视频 x}24?mP  
    - 光路图介绍 Cd*C^cJU&z  
    - 参数运行介绍 "s^@PzQpN  
    - 参数优化介绍 */qc%!YV9  
     其他测量系统示例： xL#oP0d<e  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Vc<n6  
    0pG(+fN_9  
    7E t(p'  
    QQ：2987619807     %6?}gc_  
     
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