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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) z\%Ls   
    &?yZv {  
    应用示例简述 EpX&R,Rxk  
     Nu?-0>  
    1. 系统说明 n4#;k=mA  
      O2%?  
    光源 @-!}BUs?  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) VeQg -#&I  
     元件 Nqa&_5"  
    — 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 W|g4z7Pb  
     探测器 ry`z(f  
    — 干涉条纹 ^8AXxE  
     建模/设计 ?}U(3  
    — 光线追迹：初始系统概览 %*0^0wz  
    — 几何场追迹加(GFT+)： EKsT~SS  
     计算干涉条纹。 m~-K[+ya`D  
     分析对齐误差的影响。 2 Cv4=S  
     &-B^~M*??  
    2. 系统说明 u*ObwcI/Bn  
     zIu E9l  
    参考光路 2vWx)Drb6  
    `u teg=  
    3. 建模/设计结果 tAv@R&W,  
    2h1vVF3  
    sWc*5Rt  
    4. 总结 Yd=>K HVD  
     t? yz  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 E(8* pI  
     L"4mL,  
    1. 仿真 [k;\SXDZo  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 + |#O@k  
    2. 计算 $4 S@  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 U$WxHYo  
    3. 研究 G2Qlt@.T  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 yEhTNBa*h{  
    O\"3J(y,  
    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。 -v]Sr33L  
     v{ 0=  
    应用示例详细内容 %R}.#,Suo  
    系统参数 ECrex>zr%  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 b2OQtSr a  
     /7|V+6jV  
     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。 3 I@}my1  
    t>`a sL  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 @oV9)  
     CkoL TY  
    2. 说明：光源 =,_ +0M9  
     NnDxq%l%  
    pgQV/6  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 z6jc8Z=O  
     因此，相干长度大于1m LXC9I/j/  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 qQ?"@>PALD  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 d9;g]uj`  
    )GM41t1i  
    &3J_^210  
     w~"KA6^  
    3. 说明：光源 6/r)y+H  
    w&o&jAb-M  
    N D(/uyI  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 -ZRO@&tMD  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 +wN^c#~7  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 8&?s#5zA  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     qUob?| ^   
    4. 说明：光学元件 s/q7.y7n{  
    x,|hU@h  
    =/y]d<g  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :UF%K>k2  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 C/vI EYG4  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 =u2l. CX  
     透镜材料为N-BK7。 J;{N72  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Sjyoc<Uo  
     |Lf"6^@yh  
    &eCa0s?mI  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 z$/_I0[  
     R`DKu=  
    HkUWehVm  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Mn2QZp4  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 C)@y5. G;  
    6@{(;~r  
    6. 分光器的设置 b F"G[pD  
    w$z}r  
    h]5C|M|  
    7hlO#PYZ  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 A: 5x|  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 j53*E )d  
     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 J'SZ  
    g`vny)\7/  
    7. 合束器的设置 ;#xmQi'`  
    ^;Y|3)vvB  
    Bm.:^:&k  
    % NA9{<I  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 C&*oI =6  
     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。 =vDEfO/T  
    !`g~F\l  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 1zm ulj%&  
    aY'C%^h]  
    4)h]MOZ  
     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)。 wQP^WzNE  
    应用示例详细内容 trPAYa}W  
    仿真&结果  FT#8L  
    n>+mL"hs  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Xjo5v*Pu  
    8/i!' 0r\  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 >}`:Ac  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    bJRN;g  
    h{HF8>u[  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 < Z{HX[y  
    \`oT#|0  
    QDs^Ije  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 kzn5M&f>  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 HJXT9;w  
     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。
    hAYTj0GZ  
    3 Nreqq  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ZHU5SXu  
    ^?cz,N~  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 \ e\?I9  
     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°。 1crnm J!C  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 cik!GA  
    WHsgjvh"  
    4. 对准误差的影响：元件平移 zEd0Tmt  
    iVp,e  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 (]0%}$Fo  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ORyE`h  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 U1DXe h~V  
    M=1nQF2J  
    8YZbP5'  
    5. 总结 A'q#I>j`  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 2 ^mJ+v<  
    ]ndvt[4L  
    4. 仿真 "x=f=;  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 KM}f:_J*lg  
    |X0Y-  
    5. 计算 |]J>R  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 <(-= 'QA  
    Rv#]I#O  
    6. 研究 U*( izD  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 l)Pu2!Ic  
    u.mJQDTH  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 O4r0R1VQM  
    {;N,t]>8M  
    扩展阅读 Xf02"PXC  
     :rHJ4Tl  
    1. 扩展阅读 UUzYbuS>&l  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 g .onTFwN  
    mz @T  
     开始视频 J)`-+}7$v  
    - 光路图介绍 W=#:.Xj[  
    - 参数运行介绍 2"Ecd  
    - 参数优化介绍 cxA^:3  
     其他测量系统示例： LV\DBDM  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) d]:I(9K  
    2_n7=&  
    2q3+0Et8  
    QQ：2987619807     q;<h[b?  
     
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