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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) I@o42%w2  
    9*j$U$:'  
    应用示例简述 Ggp.%kS6F  
     ;wj8:9 ;  
    1. 系统说明 q# t&\M.U  
     Q*8=^[x  
    光源 "/qm,$  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) *_!}g ]  
     元件 fHR^?\VVp  
    — 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 ~)IiF.I b  
     探测器 3.<E{E!F  
    — 干涉条纹 gP:H_nVh  
     建模/设计 0XUWK@)P  
    — 光线追迹：初始系统概览 }\/ 3B_X6N  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 2mfKy9QxO  
     计算干涉条纹。 (|.rEaTA[1  
     分析对齐误差的影响。 8)51p+a  
     pF}WMt  
    2. 系统说明 HMPb%'U~  
     /{*0 \`;  
    参考光路 C`r{B.t`GT  
    >`=<(8bu  
    3. 建模/设计结果 1CpIK$/  
    %Ae43  
    ?'+ kZ|  
    4. 总结 ;FO( mL(  
     ?)?}^  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 & ( i_s  
     /YT _~q=:  
    1. 仿真 XCUU(H  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 6Dz N.fz  
    2. 计算  Va3/#is'  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Y]])Tq;h5  
    3. 研究 {bD:OF  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #f-pkeaeq  
    d@e2+3<  
    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。 +X|^ ~)tMJ  
     \ICc?8oL  
    应用示例详细内容 $Z[W}7{pt#  
    系统参数 'jj|bN  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 mq6TwM  
     g vu1  
     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。 '4]_~?&x  
    <%GfF![v  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 l#cG#-  
     o GN*p_g  
    2. 说明：光源 $s"{C"4q  
     \_8.\o"@*#  
    ((cRe6  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 s{ dgUX  
     因此，相干长度大于1m A8U\/GP  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 {dXmSuO  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 lNba[;_  
    R8C#D B  
    xnvG5  
     pRH'>}rtuH  
    3. 说明：光源 &"'Z)iWm  
    dBNx2T}_0  
    S\R5SRE  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 3:"w"0[K3  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 C q)Cwc[H  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 `Y_G*b.Rm  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     5VjO:>  
    4. 说明：光学元件 45.Vr[FS.  
    Df5!z\dx  
    ^\C Fke=  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 r<c&;*  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 o9]i {e>L  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 EaKbG>  
     透镜材料为N-BK7。 ae0t *;~  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 o8h` 9_  
     K n,td:(  
    IaT\ymm`  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Q:U>nm>xA  
     E4, J"T|@  
    XJ e}^k  
     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)。 Z]08gH  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 Fxv5kho  
    YDYN#Ob(;  
    6. 分光器的设置 i !;9A6D  
    bYBEh n  
    $0XR<D  
    ;(&S1Rv9  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。  L30$  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 t-Uo  
     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 z)Lw\H^/  
    aUk]wiwIR9  
    7. 合束器的设置 XNJ3.w:R  
    * -(8Z>9  
    X^Fc^U8  
    $:RR1.Tv  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 (7Ln~J*  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 Z rv:uEl  
    OJiwI)a9  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 'P)c'uqd#  
    pp@O6   
    ksf6O$  
     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)。 `j8pgnY>5~  
    应用示例详细内容 Ey=ymf.}  
    仿真&结果 N}>[To3  
    Xo$SQ0K  
    1. 结果：利用光线追迹分析 +U)4V}S)  
    0< 93i   
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ![9$ru  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    +o?;7  
    z(Z7[#.  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 AuT:snCzR  
     |A\o  
    _L+j6N.h1  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 zx5#eMD  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 (67byO{  
     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。
    u\;d^A  
    &0i$Y\g  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 l <p(zLR  
    -^3uQa<zN^  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 !jvl"+_FV  
     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°。 ST2:&xH(  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ^a<kp69qS  
    SlG^ H  
    4. 对准误差的影响：元件平移 Gt)ij?~  
    /24}>oAH  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 C]Y%dQh+a  
     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。 =R<92v  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 J/IRCjQ}  
    C^;>HAK|F  
    $01csj  
    5. 总结 NcBz("  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 'E&tEbY  
    `NTtw;%Y  
    4. 仿真 CF 3V)3}  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 !nq`Py MR  
    W*%(J$E  
    5. 计算 1[J|AkN  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 XOLE=zdSp  
    Ot)S\s>  
    6. 研究 % m"Qg<  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 OE}FZCX F  
    >bd@2au9!  
    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。 s/.P/g%tA>  
    c/igw+L()  
    扩展阅读 =Z{jc  
    :%Oz:YxC/  
    1. 扩展阅读 J.'%=q(Sb  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 9ln=f=  
    yM7Iq)o6u  
     开始视频 0n'v F&E8  
    - 光路图介绍 #4JLWg  
    - 参数运行介绍 \m%c"'[  
    - 参数优化介绍 b kc*it  
     其他测量系统示例： Oet+$ b  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Xhq6l3M  
    _9JFlBx  
    eWN g?*/  
    QQ：2987619807     N .H<'Q8&  
     
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