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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 正序阅读 楼主  发表于: 2020-11-23
    测量系统(MSY.0001 v1.1) z, c=."<z  
    %6E:SI 4  
    应用示例简述 %,f(jQfg_  
     lt& c/xi_  
    1. 系统说明 x\5v^$  
     fF.sT7Az+  
    光源 T[%@B"  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) X1o=rT  
     元件 MR/gLm(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 Zb$P`~(%  
     探测器 &VTO9d  
    — 干涉条纹  >f*Zf(F  
     建模/设计 Le*gdoW.  
    — 光线追迹：初始系统概览 !YIW8SP)  
    — 几何场追迹加(GFT+)： U:uF rb,  
     计算干涉条纹。 f}cCnJK  
     分析对齐误差的影响。 z4 KKt&  
     30{WGc@l#  
    2. 系统说明 e@{Rlz   
     G<Y}QhFU  
    参考光路 kHd`k.nW  
    3M5wF6nY[[  
    3. 建模/设计结果 dWiX_&g  
    `NCH^)  
    9}z%+t8u  
    4. 总结 4P^CqD&i  
     m.Ki4NUm  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $y,tR.5.)[  
     bp>M&1^KY  
    1. 仿真 sE!$3|Q  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 a LJ d1Q  
    2. 计算 R7/ET"  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 mq+<2 S  
    3. 研究 \ {;3'<  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $Z<x r  
    $^`@lyr  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 aV#phP  
     0A')zKik  
    应用示例详细内容 96i #  
    系统参数 .1 jeD.l  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 tv%B=E!r  
     </D )i  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 m^>v~Q~~  
    F h+g@ u6  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 m(Iy W734I  
     LvNulMEK  
    2. 说明：光源 _ O;R  
     #Ve@D@d[  
    {_UOS8j7  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =b#:j:r  
     因此，相干长度大于1m WJy\{YAG  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Dq+S'x~>  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 8~AL+*hn  
    v(p<88.!m  
    QypUBf  
     3EH7H W  
    3. 说明：光源 ;*cCaB0u  
    BT"n;L?[  
    2^y*O  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 D+y?KihE  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #U.6HBuQa  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 V/BU(`~i  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     v {) 8QF]  
    4. 说明：光学元件 )j. .)o  
    -Eoq#ULvR  
    WWT1_&0  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 !o\e/HGc!  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 *z&hXYm  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 yw >Frb5p  
     透镜材料为N-BK7。 6pbtE]  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 "-S@R=bi  
     J~AmRo0!k  
    A45!hhf  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 &Qq|  
     4+MaV<!tU^  
    G\K!7k`)!  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 K94bM5O 1  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 v1p^=" IHI  
    5YYBX\MV  
    6. 分光器的设置 %Z*N /nU  
    ~ 1~|/WG  
    |)S*RQb\  
    )FN$Jlo  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 49YN@ PXC  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 kW=!RX[&  
     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 iXL?ic  
    ?C']R(fQ\  
    7. 合束器的设置 y-{?0mLq  
    D"exI]  
    }ld^zyL  
    6Ad=#MM  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 t9)S^: 0  
     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。 i&{%} ==7  
    [Y.=bfV!  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 [S9"' ^H  
    TX;)}\  
    ^0-e.@  
     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)。 5 v^tPGg4  
    应用示例详细内容 ja6V*CWb  
    仿真&结果 qg:EN~E#  
    :6]qr86  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ]E6r )C  
    0 {  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 GJ F &id  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ]r'D  
    (T%Ue2zlY  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 $9@AwS@Uu  
    :(@P *"j  
    VfozqUf  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 iB`EJftI!  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 G#M0 C>n  
     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。
    &x;n^W;#  
    sPXjU5uq#  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 )sNPWn8<Uy  
    =T\=,B  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 3_`)QYU'  
     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°。 /nn~&OU  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 mxpj<^n}  
    |* ^LsuFb  
    4. 对准误差的影响：元件平移 :wG )  
    Y B,c=Wx  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 uB#U( jl  
     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。 -y{(h% 6  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 '.M4yif \g  
    (w:,iw#  
    n1PBpM9!  
    5. 总结 e<*qaUI  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 V )1.)XC  
    Ow.DBL)x'>  
    4. 仿真 +I3O/=)  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ?c+$9  
    =,h'}(z_  
    5. 计算 4 Yv:\c  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 T\g+w\N  
    841y"@*BY  
    6. 研究 XH@(V4J(.  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 |xg_z&dX  
    9[;da  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 RV);^, b  
    ,B_c  
    扩展阅读 YB<nz<;JR  
    EmR82^_:  
    1. 扩展阅读 wDGb h=  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 gPT_}#_GxM  
    =&,T@5&-=  
     开始视频 NkO+ )=  
    - 光路图介绍 6@t&  
    - 参数运行介绍 X^K^az&L  
    - 参数优化介绍 ~J&-~<%P}  
     其他测量系统示例： p6K~b  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) &)gc{(4$  
    3Ovx)qKxd  
    nc\`y,>l8  
    QQ：2987619807     I`H&b& .`  
     
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