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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) W+A-<Rh\  
    F{#m~4O  
    应用示例简述 p.r \|  
     0WasE1t|  
    1. 系统说明 jV(\]g"/=  
     vv2N;/;I  
    光源 ]s*Fs]1+H  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Q?f%]uGFQ  
     元件 Lx{bR=  
    — 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 `EV" /&`  
     探测器 IETdL{`~  
    — 干涉条纹 o/EN3J  
     建模/设计 L<kIzB !  
    — 光线追迹：初始系统概览 }Pm>mQZ},  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 4H7 3a5f  
     计算干涉条纹。 g/)$-Z)Nu  
     分析对齐误差的影响。 .Z,3:3,]  
     ?[$=5?  
    2. 系统说明 /jR]sC)xs  
     "6T: &>  
    参考光路 IrAc&Ehul  
    4=j,:q  
    3. 建模/设计结果 q|E0Y   
    8+m[ %5lu  
    Gj[+{  
    4. 总结 [C GFzxz$  
     )$V&Nf  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $ae*3L>5M  
     pUvbIbg+  
    1. 仿真 CYr2~0<g  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 T5mdC  
    2. 计算 %ZN p  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 o8!gV/oy  
    3. 研究 -rU~  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 N=qe*Rlf  
    'Ii%/ Ob!  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 5:jbd:o  
     V}1D1.@  
    应用示例详细内容 {x{/{{wzv  
    系统参数 ZE#f{qF(  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 t@GPB]3[  
     )P6n,\  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 o<`)cb }  
    l2DhFt$!=  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 tK<GU.+  
     :n3)vK   
    2. 说明：光源 O[p;IG`  
     G)(\!0pNZ  
    Qm| Q0u   
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 0> pOP  
     因此，相干长度大于1m ^!]Hm&.a  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ;4jRsirx9  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 FzOr#(^  
    Onr#p4UT  
    nZF(92v  
     7m;2M]BRi  
    3. 说明：光源 {VC4rA  
    #;bpxz1lR9  
    >wK ^W{  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 B,SH9,  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Te%'9-jk  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 lFWN [`H  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     {}?;|&_  
    4. 说明：光学元件 o0-7#2  
    zcrLd={  
    0B(<I?a/  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 %0]vW;Q5  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 "ei*iUBN:  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ;!<WL@C~  
     透镜材料为N-BK7。 =RR225  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 S~1>q+<Q  
     S7-ka{S  
    Vp $]  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Si<9O h  
     nZ>bOP+,  
    W11Wv&  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 8?S32Gdu  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 tt=?*n  
    Lm<"W_  
    6. 分光器的设置 '3Ir(]Wfd  
    fI%+  
    [@ ]f@Wd  
    73/kyu-0%  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 D_GIj$%N[  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 W1X\!Y  
     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 nG;wQvc  
    JZp*"UzQr  
    7. 合束器的设置 \Q"o\:IoIT  
    6JWCB9$4  
    u49zc9  
    i^9PiP|U  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 !j8h$+:K  
     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。 yp=Hxf  
    ^5TSo&qZ  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 .gNWDk0$Y  
    7s_#X|A$  
    -;_`>OU{  
     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)。 >9c$2d|>  
    应用示例详细内容 27*u^N*z@  
    仿真&结果 (#* 7LdZ  
    o.t$hv|  
    1. 结果：利用光线追迹分析 )/H=m7}1h  
    <va3Ly)c&  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 c[ ]_gUp8  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    5EDN 9?a  
    &^e%gU8!\  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 k"|4 LPv[  
    3*$A;%q  
    JqTkNKi/s  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 D<$~bUkxR  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 7QP%Pny%  
     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。
    R6~x!  
    9Vz1*4Ln  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 {]plT~{e  
    z]ZhvH7-  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 MZf$8R  
     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°。 YQOdwc LG  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 vJDK]p<}  
    tLe!_p)  
    4. 对准误差的影响：元件平移 :G9+-z{Y&  
    {.$5:<8aC  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 a'f"Zdh%w  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 6lO]V=+  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 {~>?%]tf  
    j?%^N\9  
    EZaWEW  
    5. 总结 M>dP 1  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 aYr?J Ol  
    h`dtcJ0  
    4. 仿真 e>~g!S}G  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 TSqfl/UI  
    OiX:h#  
    5. 计算 duB{ 1  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9Y!N\-x`  
    p C l[DE  
    6. 研究 A<l8CWv[  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 }]_/:KUt  
    BDSZ'  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 QQUeY2}  
    )&]gX  
    扩展阅读 GZ0? C2\  
    0 3fCn"  
    1. 扩展阅读 =r"8J5[f  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 /!;oO_U:#  
    B*btt+6  
     开始视频 k `JP  
    - 光路图介绍 xF: O6KL  
    - 参数运行介绍 fe PH=C  
    - 参数优化介绍 r_nB-\  
     其他测量系统示例： KBJw7rra  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 6yk=4l\  
    1=(jpy  
    [xzgk [>5  
    QQ：2987619807     H'k$<S  
     
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