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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) s/G5wRl<  
    %<=vbL9  
    应用示例简述 p#;dLM/EA  
     Og$eQS  
    1. 系统说明 h"BhTx7E}  
     2>MP:yY;K  
    光源 0$"Q&5Y  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) c ;21i;&,9  
     元件 N t>HztXd  
    — 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 >|_gT%]5  
     探测器  zfjDb  
    — 干涉条纹 vN0L( B  
     建模/设计 1FD7~S|  
    — 光线追迹：初始系统概览 Ql#W /x,e  
    — 几何场追迹加(GFT+)： b#Fk>j  
     计算干涉条纹。 Q_dXRBv=n  
     分析对齐误差的影响。 dS3>q<J*a  
     G {pP}  
    2. 系统说明 } `>J6y9  
     #"o6OEy$A#  
    参考光路 !X\sQNp  
    SrQ4y`?  
    3. 建模/设计结果 3Y1TQ;i,wQ  
    f0cYvL ]  
    hpqHllL  
    4. 总结 c ?p0#3%L#  
     %/tGkS6  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 K4?t' dd]  
     Imh2~rw;  
    1. 仿真 }j5R@I6P  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 f gK2.;>  
    2. 计算 8g# c%eZ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 P;L)1 g  
    3. 研究 8"?Vcw&  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 gfdPx:7^  
    vy{rwZ$  
    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。 w L/p.@  
     |iwM9oO%  
    应用示例详细内容 8`AcS|k  
    系统参数 fR]p+\#8u*  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 mc0sdb,c$  
     tf$PaA  
     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。 (opROsFh  
    z&C{8aQ'  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 3D?IG\3  
     z`86-Ov  
    2. 说明：光源 r%g <h T 8  
     @MN}^umx`  
    6o[0sM_];  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 $I)Tk`=  
     因此，相干长度大于1m v5&xY2RI7  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 nR,Qm=;  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 wE,=%?"  
    .KT 7le<Zm  
    T=eT^?v  
     S 0R8'Y  
    3. 说明：光源 mC*W2#1pF  
    %K&+~CJE  
    7.7Cluh5,  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 SE-!|WR  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 V9+xL 1U#  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 tl{]gz  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     yM(_P0  
    4. 说明：光学元件 " jl1.Ah  
    \S=XIf  
    m+D2hK*  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 nu4Pc  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 s0C?Bb}?  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 q=P f^Xp  
     透镜材料为N-BK7。 ^#a#<8Jz  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 MAuM)8_P/|  
     S_(&UeTC  
    ~u_K& X  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 !6XvvTs/<  
     ^;V}l?J_s  
    x><zGXvvp|  
     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)。 HO 266M  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ~hS .\h  
    w"fCI 13  
    6. 分光器的设置 3q'K5} _  
    $x;tSJ)m~  
    +G5'kYzJ  
    gzl%5`DBw  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 S[-.tvI;Q  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 [TRGIGtq  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 =1gDjF9|  
    20 jrv'f  
    7. 合束器的设置 A m2*-  
    L\QQjI{  
    Y h^WTysBn  
    euRCBzc  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 mBw2  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 yQu vW$  
    NJ >I%u*  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 {@Blj3;w}  
    B"~U<6s0  
    $@_YdZ!  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 zXj>K3M  
    应用示例详细内容 l9]o\JFXk  
    仿真&结果 y.jS{r".  
    /DLr(  
    1. 结果：利用光线追迹分析 IetCMp  
    08`f7[JQo]  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 \U==f &G?J  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    TAXd,z N  
    OZ eiH X!  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 V78Mq:7d  
    2}D,df'W4  
    [vE$R@TZ0!  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Xfj)gPt}  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 7^c2e*S  
     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。
    RI?NB6U  
    J09*v )L  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 6(:)otz  
    4DvdE t  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 OMl8 a B9  
     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°。 |d5ggf .w  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 uRP Ff77  
    X d!Cp  
    4. 对准误差的影响：元件平移 X)I/%{  
    _\p`4-.V  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 )sqaR^  
     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。 5@K\c6   
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 KUbJe)}g  
    P;jlHZ9?O  
    QI.t&sCh5  
    5. 总结 R j-jAH  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算  /; +oz  
    D4d]3|/T  
    4. 仿真 r8sdzz%  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 -H4PRCDH  
    X!o@f$  
    5. 计算 gEE9/\>%-  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 g/x_m.  
    vnDmFqelz  
    6. 研究 #0(fOHPQ  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 R3cg2H  
    >)4.$#H  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 W.IH#`-9E  
    ,b$z!dvhl  
    扩展阅读 f KHse$?_  
    L,6MF,vx  
    1. 扩展阅读 iFSJ4 W(  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 JXL'\De ;  
    N_0pO<<cs  
     开始视频 ,|A{!j`  
    - 光路图介绍 vpi l$Uq  
    - 参数运行介绍 !h?=Wv ==]  
    - 参数优化介绍 'bl%Y).9w  
     其他测量系统示例： QOd!]*W`?m  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) PaNeu1cO  
    W|0My0y  
     K,6OGsh  
    QQ：2987619807     9Kx<\)-GMD  
     
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