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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) EkoT U#w5  
    h !?rk|  
    应用示例简述 pd-I^Q3-  
     ef2)k4)"  
    1. 系统说明 (Ta(Y=!uq  
     W0<2*7s  
    光源 +*wr=9>  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) =3dd1n;8>  
     元件 kAq#cLprG  
    — 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 myF/_o&Ty  
     探测器 6eb~Z6n&?  
    — 干涉条纹 &Qq|  
     建模/设计 4+MaV<!tU^  
    — 光线追迹：初始系统概览 G\K!7k`)!  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Uh+6fE]p  
     计算干涉条纹。 Z1{>"o:@  
     分析对齐误差的影响。 I.it4~]H  
     OoQLR  
    2. 系统说明 mDO! o  
     U:bnX51D4  
    参考光路 QW_BT ^d"  
    ~SS3gLv  
    3. 建模/设计结果 klnk{R.>|  
    E] rBq_S  
    A Wd,qldv  
    4. 总结 gux?P2f  
     odn3*{c{x  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 `><E J'h  
      3Hi8=*  
    1. 仿真 e m  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 }i J$&CJ  
    2. 计算 LCW}1H:Q  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 G&08Qb ,N  
    3. 研究 IyAD>Q^  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Mbn;~tY>  
    M0$E_*  
    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。 k 7:Z\RGy  
     N_/+B]r }T  
    应用示例详细内容 NryOdt tI  
    系统参数 ;SX~u*`R  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 wo;OkJKF  
     Hp@Q  
     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。 *K BaKS  
    OY2u,LF9H  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 RFX{]bQp9  
     =.w~qL  
    2. 说明：光源 ^?*<.rsG  
     :(@P *"j  
    TFAR>8Nm  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 [LO=k|&R  
     因此，相干长度大于1m g>l+oH[Tv|  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 wB&5q!{!  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 _!_1=|[  
    }F"98s W  
    SM8_C!h:  
     20}w . V  
    3. 说明：光源 ( 4# iLs  
    J4@-?xj=\q  
    ;e< TEs  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 p$uPj*  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 }kP<zvAaw  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 D c;k)z=  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Dt{WRe\#  
    4. 说明：光学元件 G4&?O_\;  
    vPc*x5w-  
    q;UGiB^(A  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 |* ^LsuFb  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 _GrifGU\  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 %ZX9YuXQ  
     透镜材料为N-BK7。 0a bQY  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 jOzi89  
     (=%0$(S>  
    57=d;Yg e  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 @b,6W wc  
     [YZgQ  
    +k~0&lZi  
     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)。 TiF+rA{t  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 b%vIaP|]B  
    boHbiE  
    6. 分光器的设置 u0A$}r$L  
    esj6=Gh  
    v$w}UC%uf  
    ,aa 4Kh  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 r/HTkXs I  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 kD?@nx>  
     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 3W]gn8  
    5[4nFa}R:5  
    7. 合束器的设置 L AH">E  
    CWocb=E  
    - jCj_@n  
    ' QMcQvU  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 vhAgX0k  
     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。 'O\ y7"a  
    O5Z9`_9<  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ^g5E&0a`g  
    i q oXku  
    "|[9 Q?  
     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)。 \$*CXjh3G  
    应用示例详细内容 k54\H.  
    仿真&结果 ^X}r ^  
    9} m?E<6&  
    1. 结果：利用光线追迹分析 m#Z&05^  
    2QM{e!9  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 /t`\b [  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ;{L[1OP%e  
    ?|+e*{4k  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 =y_KL  
    ,[zSz8R  
    oBo*<6  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ydo9 P5E  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 >}%#s`3W1_  
     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。
    BQ)>}YHk  
    kfZ`|w@q  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 IGQBTdPUa  
    pGjwI3_K  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 X%j`rQk`  
     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°。 7C 0xKF  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 8FMxn{k2  
    R54ae:8  
    4. 对准误差的影响：元件平移 HY FMf3  
    yn_f%^!G  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 #qY gQ<TM!  
     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。 s_XCKhN:  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 rKUtTj  
    }DS%?6}Sy  
    GDSXBa*7  
    5. 总结 cWZITT{A  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \t&! &R#  
    n qO*z<  
    4. 仿真 5X=1a*2']  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ix2i.wdD  
    ;!A8A4~nu  
    5. 计算 [,,@>nyD  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 xb3G,F  
    bs?\ )R5/  
    6. 研究 zGR, }v%%  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 19qH WU^0V  
    M,@M5o2u  
    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。 gv>DOez/  
    q,L>PN+W  
    扩展阅读 i0K 2#}=^  
    Tp?IK_  
    1. 扩展阅读 5z,q~CU  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 VsL,t\67  
    jI7 x<=  
     开始视频 W+1nf:AI.  
    - 光路图介绍 H=C~h\me?  
    - 参数运行介绍 l`zh Kj  
    - 参数优化介绍 3 0[Xkz  
     其他测量系统示例： 7*+CX  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) %xCL&}bY  
    jq%<Z,rh  
    0*b8?e  
    QQ：2987619807     A{ T9-f@X  
     
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