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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) ]$L5}pE3  
    Oe\(=R  
    应用示例简述 q{9 \hEeb  
     H5Eso*v@  
    1. 系统说明 !Ea >tQ|  
     \O "`o4  
    光源 *`"+J_   
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) =AzPAN#e  
     元件 hJxL|5Uo  
    — 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 LJ <pE;`d  
     探测器 E} XmZxHV  
    — 干涉条纹 .8s-)I  
     建模/设计 1!(lpp  
    — 光线追迹：初始系统概览 Wj,s/Yr:  
    — 几何场追迹加(GFT+)： uT, i&  
     计算干涉条纹。 M;<!C%K>  
     分析对齐误差的影响。 ^wBlQmW7J  
     .kFO@:  
    2. 系统说明 O>pX(DS L  
     bC:sd2s  
    参考光路 WlQCPC  
    v}u]tl$,  
    3. 建模/设计结果 $]_SPu  
    6:|;O  
    +_fFRyu>  
    4. 总结 '(B -{}l  
     !gW`xVGv  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 td7(444]  
     %dPk,Ylz  
    1. 仿真 %Ve@DF8G  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 n',X,P0  
    2. 计算 )  M0(vog  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6k;5T   
    3. 研究 E<+ G5j  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 BH {z]a  
    'qT;Eht5  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 _f@,) n  
     J@/4CSCR]  
    应用示例详细内容 ~*1>)P8]#  
    系统参数 ;6PU  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 t'eu>a1D  
     [ K/l;Zd  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 T2Z$*;,>T  
    ,V 52Fj  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 n~yHt/T  
     -(TC'  
    2. 说明：光源 #3 E"Ame  
     sG#Os  
    .Xp,|T  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 TfZM0Wz  
     因此，相干长度大于1m q-Z<.GTq  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Vc9Bg2f5  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 heIys.p  
    el5Pe{j '  
    o`Z3}  
     ku m@cA  
    3. 说明：光源 Td|,3 n  
    #\X)|p2  
    Awfd0L;9  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %52e^,//  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 $=\=80u/  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0cB]:*W  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     'vVt^h2  
    4. 说明：光学元件 %_:L_VD@  
    no-";{c  
    '{cND  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 U3Gg:onuE  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 4 `l$0m@>  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 _Ml?cT/J.O  
     透镜材料为N-BK7。 cG0)F%?X?  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 y]{b4e  
     a7_Q8iMe  
    4S 4MQ  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 M/W9"N[ta  
     _hV34:1F  
    -]KgLgJ  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 pSQ2wjps  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ,Zie2I?q  
    HHw&BNQG  
    6. 分光器的设置 {nSgiqd"28  
    lW-G]V  
    %9zpPr WF  
    %fld<O  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 'uz o[>p  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 FP{=b/  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ]+ub R;  
    oD2! [&  
    7. 合束器的设置 81#x/&E]  
    a{7*um  
    hs+)a%A3G  
    ]2"UR_x  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 `>KNa"b%$  
     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。 ]{i0?c  
    Rh~j -;  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 uh 9b!8  
    M1P;x._n  
    *cFGDQ !  
     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)。 =1>G * ,  
    应用示例详细内容 s +S6'g--  
    仿真&结果 8}[<3K%*g  
    Da! fwth  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ^K[xVB(&  
    FDiDHOR  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 se3EI1e  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    hQ:wW}HWW  
    gYh o$E  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 s!gVY!0  
    !2B~.!&   
    Z1W%fT  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 -2laM9Ed  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 7{"F%`7L  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    yp]vDm  
    b't6ekkN  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 D)L~vA/8b  
    Z< C39s  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 :O,,fJ<x.O  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 #WDpiV7B  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 "9c!p  
    n~>b}DY  
    4. 对准误差的影响：元件平移 k%-y \WM  
    t,w/L*r+w  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 mOjjw_3gq  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 'q/C: Yo  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 b+AxTe("  
    * kL>9  
    9-A@2&J1  
    5. 总结 @!x7jPr  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 YuoErP=P  
    e7Gb7c~  
    4. 仿真 3M^`6W[;  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 RAEN  &M  
    | Cfo(]>G  
    5. 计算 1G(wESe  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Q[`2? j?  
    TFbF^Kd#:d  
    6. 研究 [m x}n+~  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 REX/:sB<  
    (/> yfL]J  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 P4MP`A  
    )OlYz!#?  
    扩展阅读 (a,`Y.  
    &$qIJvMiK  
    1. 扩展阅读 "1P2`Ep;  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 q{yzux  
    =/xXB  
     开始视频 ZkMHy1  
    - 光路图介绍 OWN|W,  
    - 参数运行介绍 -42 U  
    - 参数优化介绍 O1]XoUH<  
     其他测量系统示例： Oh}@c~7;  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ~F~hgVS5  
    !VfVpi+-  
    p7*7V.>X  
    QQ：2987619807     {5fq4A A6  
     
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