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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) N('DIi*or  
    cjC6\.+l3  
    应用示例简述 IC.<)I  
    g{)H" 8L  
    1. 系统说明 Z !25xqNCd  
    y6jmn1K  
    光源 _ZM9 "<M-X  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) DPQGh`J  
     元件 Bye@5D  
    — 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 8t: &#h  
     探测器 oEoJa:h  
    — 干涉条纹 m:f ouMS  
     建模/设计 0k 0c   
    光线追迹:初始系统概览 ?En| _E_C  
    — 几何场追迹加(GFT+): <`j[;>O  
     计算干涉条纹。 m4SXH> o  
     分析对齐误差的影响。 bL],KW;Q  
    0!,gT H>  
    2. 系统说明 "Xk%3\{P  
    ^Xy$is3  
    参考光路 |+xtFe  
    A='+tJa  
    3. 建模/设计结果 ->2wrOH|H  
    (<R\  
    4 Re@QOZ  
    4. 总结 pebx#}]p-  
    *tfDXQ^mN  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 hf+/kc!>i  
    l&??2VO/t  
    1. 仿真 tZu*Asx7  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 j)tC r Py  
    2. 计算 "K+N f  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ?WQd  
    3. 研究 #w,WwL!  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 *- IlF]  
    x"l lX  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 N[x@j)w-`  
    RTgA[O4J  
    应用示例详细内容  J"Y   
    系统参数 UK~B[=b9  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 O`[iz/7m  
     @6YBK+"  
     通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 q"LJwV}W  
    T5dUJR2k$  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 #ON#4WD?  
    @>#{WI:"~  
    2. 说明:光源 &!DZW 5  
    ,hTwNVWI9  
    n:*_uc^C  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 ?dKa;0\  
     因此,相干长度大于1m aEEz4,x_  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 `gt&Y-  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 %%+mWz a  
    -_EY$ ?4  
    juYA`:qE&  
    ),;D;LI{S  
    3. 说明:光源 Ck3QrfM  
    N(_ .N6  
    Q k;Kn  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 jV4hxuc$  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 xOV A1p b,  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 | z#m  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    t(j_eq}J  
    4. 说明:光学元件 8_<&f%/  
    8!uL-_Bn  
    ^Cc8F3os=  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ;zZ,3pl-E  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 Mm5U`mB  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Q3BLL` W~  
     透镜材料为N-BK7。 N /sEec  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ?z5ne??  
    = GH@.3`X  
    c_ qcb7<~.  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Z:UgozdC  
    b(|%Gbg@c  
    nIV.9#~&  
     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)。 h9<mThvgn  
     由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 Mt[Bq6}ZD  
    g{A3W) [ b  
    6. 分光器的设置 ~+pg^en  
    ~']&.  
    f[JI/H>  
    MfXt+c`r  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 tp1KP/2w[  
     出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Kf05<J!  
     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 ?JXBWB4  
    q)K-vt)98  
    7. 合束器的设置 i O%Zd[  
    gro7*<  
    JHvFIo   
    Y]+e  Df  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。  /,1SE(  
     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。 }.fL$,7a  
    Yl)eh(\&J  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 TnN^2:cU  
    $kxu;I  
    Ud>`@2  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 (MgL"8TS  
    应用示例详细内容 kF(Ce{;z  
    仿真&结果 UfK4eZx*`  
    d3EjI6R*z  
    1. 结果:利用光线追迹分析 2j8Cv:{Nn%  
    X+`ddX  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 V~'k1P4  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    -d|BO[4j  
    ?-pxte8  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 9"WRIHt'c  
    a);O3N/*I  
    " t5 +*  
     现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ?gd'M_-J,  
     由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 f*{M3"$E  
     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。
    sTd}cP  
    x9xzm5  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 $!3gN%  
    8_"3Yb`f  
     元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 hf_R\C(c  
     因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 R&NpdW N  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 r@|R-Binz  
    H,(F1+~d  
    4. 对准误差的影响:元件平移 6b%`^B\  
    !?BW_vY  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 kj x>  
     现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 @kwLBAK}@  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 k!Vn4?B"k  
    fkW3~b  
    ZvUp#8x(3  
    5. 总结 =Ml|l$  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 i%xI9BO9  
    +7Sf8tg\  
    4. 仿真 B1y<.1k  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 'GrRuT<  
    0FG5_t"",\  
    5. 计算 l!\1,J:}Z  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ` !zQ  
    Bp &6x;MJf  
    6. 研究 _mw13jcN]  
    不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 3|q2rA  
    &K06}[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。 vkd *ER^  
    Er`TryN|}  
    扩展阅读 W7%p^;ZQ$  
    A)OdQFet(  
    1. 扩展阅读 Pg7>ce  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 !)NYW4"  
    h{\t*U 54'  
     开始视频 DD2adu^  
    - 光路图介绍 : @s8?eg  
    - 参数运行介绍 '^hsH1  
    - 参数优化介绍 )r=9]0=  
     其他测量系统示例: *f{7  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) {":c@I  
    :eSc;  
    <BZ_ (H  
    QQ:2987619807
    !syU]Yk  
     
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