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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) Ks(U]G"V  
    ub5hX{uT  
    应用示例简述 u#~! %~  
     aehMLl9cl  
    1. 系统说明 ".f:R9-  
     'Aj>+H<B  
    光源 EB<q.  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) G,*s9P]1  
     元件 [[Z>(d$8  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 46Nf|~  
     探测器 fx:KH:q3  
    — 干涉条纹 4a!7|}W  
     建模/设计 '.,.F0{x  
    — 光线追迹：初始系统概览 M7,MxwZ0k  
    — 几何场追迹加(GFT+)： <>_Wd AOuD  
     计算干涉条纹。 ^<0NIu}  
     分析对齐误差的影响。 }8 _9V|E  
     \DK*> k  
    2. 系统说明 ()?co<@(l  
     Xkom@F~]  
    参考光路 `g N68:B  
    <t% A)L%  
    3. 建模/设计结果 x35s6  
    tYZGf xj  
    %PbqASm  
    4. 总结 G6{A[O[  
     C)s1' =TZ  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 W+e*(W|d6  
      twmJ  
    1. 仿真 / LM  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 \/'n[3x  
    2. 计算 a] =\h'S  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Ag0_^  
    3. 研究 &>.1%x@R  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 x=Jn&4q  
    NqE7[wH  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ID#qKFFW  
     cu!bg+,zl  
    应用示例详细内容 OB^?cA>  
    系统参数 GD{fXhgk  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 pm@Z[g  
     AO$PuzlLh  
     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。 zN/~a)  
    #UCQiQfP  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 vx}Z  
     &iy(oM  
    2. 说明：光源 r5fkt>HZ  
     ZHECcPhz  
    fhIj+/{_O  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 h?3l  
     因此，相干长度大于1m p[F=LP  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 W<|K  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 wx%nTf/Oa  
    VfqY_NmgC  
    >"g<-!p@  
     wU)5Evp[  
    3. 说明：光源 &9w%n  
    L_1_y, 0N  
    Po11EZa$a  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 |4> r"  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 3J~kiy.nfW  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 m2q;^o:J  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     ,9tbu!Pvq  
    4. 说明：光学元件 6Y_O^f  
    roj04|  
    @*O{*2  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 )):22}I#  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 d3=6MX[c  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 #C;zS9(]B  
     透镜材料为N-BK7。 :Mu8W_  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 4B8Se  
     C:GHP$/}  
    ?V)C9@bp  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 pY!dG-;  
     `Ivw`}L  
    ^Ii  \vk  
     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)。 h3]@M$Y[  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 a;'E}b{`F  
    CpRu*w{  
    6. 分光器的设置 xe gL!  
    g[wP!y%V  
    B?lBO V4v4  
    7hF,gl5  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 H")N_BB  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 9p\Hx#^  
     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 yEpN,A  
    Pm#x?1rAj  
    7. 合束器的设置 y }&4HrT&  
    $dZ>bXUw:  
    2^^'t6@  
    j`|^s}8t  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 q?Ku}eID3  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 2Z;`#{  
    *0&4mi8  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 h%1~v$W`  
    ]o[X+;Tj|  
    tf7v5iGe  
     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)。 2c"N-c&A  
    应用示例详细内容 #7~tL23}]  
    仿真&结果 I`"-$99|t1  
    Ku0H?qft(  
    1. 结果：利用光线追迹分析 3Zaq#uA  
    /nY).lSH  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 i{|lsd(+  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ~N{_N95!2@  
    $d2kHT  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ;h,R?mU  
    xgtJl}L  
    a81!~1A  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 S)\JWXi~:J  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ?@lx  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    o%Uu.P  
    O$"bd~X  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 y|e2j&m  
    9 wSl,B-  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 = GH@.3`X  
     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°。 Ox7uG{t$#  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 -}_cO|kk  
    o <D3Y95b  
    4. 对准误差的影响：元件平移 pcRF: ~TE  
    ?#BZ `H  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 '0R/6Z|/Y  
     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。 !cN?SGafZI  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 QIij>!c4  
    :cXIO  
    $ DDSN  
    5. 总结 d s|8lz,  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~A[YnJYA#  
    (XbMrPKG  
    4. 仿真 &*(n<5 wt  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 670J{b  
    X"hOHx5P  
    5. 计算 *Nv y+V  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &\[Qm{lN  
    C 'B4 mmC  
    6. 研究 2!{_/@I\Y  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5E]UI YAkV  
    !y>lOw})Q  
    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。 _l#3]#  
    |`_ <@b  
    扩展阅读 $kxu;I  
    )3]83:lD2  
    1. 扩展阅读 (MgL"8TS  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 tk`: CT *  
    e Z@Gu  
     开始视频 K[Y c<Q  
    - 光路图介绍 Wk/fB0  
    - 参数运行介绍 S}zC3  
    - 参数优化介绍 f![xn2T  
     其他测量系统示例： /Y;+PAy  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) C+/Eqq^(  
    9USrgY6_  
    ,pDp>-vI%  
    QQ：2987619807     yD"]{  
     
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