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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) 3l41r[\  
    )aO!cQ{s  
    应用示例简述 *1;L,*J"|  
     ] "7El;2z  
    1. 系统说明 Y }g6IK}  
     :W1tIB  
    光源 8?]%Q i   
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) +q>C}9s3  
     元件 aNh1e^j  
    — 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 +O%a:d%  
     探测器 yp7,^l  
    — 干涉条纹 )l/C_WEK  
     建模/设计 {U2| ):  
    — 光线追迹：初始系统概览 q@=#`746e  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Mz#S5 s  
     计算干涉条纹。 PSt|!GST  
     分析对齐误差的影响。 w{UKoU  
     (Nve5  
    2. 系统说明 .bl/At3A  
     r+WPQ`Ar  
    参考光路 ;z=C^'  
    1Y"y!\t7G  
    3. 建模/设计结果 *1 eTf  
    P^W$qy|  
    \6PIw-)  
    4. 总结 d4rJ ?qw  
     fCo2".Tk  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 X+G*Q}5  
     [8(9.6f  
    1. 仿真 ?VHwYD.B  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 mf_ 9O  
    2. 计算 )6S}O* 1  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 h4xf%vA(;  
    3. 研究 TuhL :  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;`Ch2b1+  
    70l;**"4  
    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,%5 hl'&  
     4%.2 =  
    应用示例详细内容 Z.#glmw^=R  
    系统参数 rG'k<X~7  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 i /U{dzZ  
     ~\(>m=|C:H  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 MnsWB[  
    %>}7 $Y%  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ~5?n&pF  
     vnOF$6n  
    2. 说明：光源 ]3cf}Au  
     ml \yc'  
    Y:Tt$EQ  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 "S} hcAL/  
     因此，相干长度大于1m aD`e]K ^L  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Ljs(<Gm)-  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 G U/k^ Qy  
    ATkqzE`;  
    X-^Oz@.>  
     y#W8] <dS"  
    3. 说明：光源 e?fjX-  
    AxQ/  
    GM92yi!8  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 G#M]\)f%  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 mq} #{  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Q%h o[KU  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     25KZe s)  
    4. 说明：光学元件 #>oO[uaY  
    $f\-.7OD  
    ?5M2DLh~  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 )y Y;%  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 T8oASg!  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 id9T[^h  
     透镜材料为N-BK7。 M:M<bz Vu  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 t;6/bT-  
     =jHy6)6w  
    0`=?ig_  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 c9k,Dc  
     K6Ua~N^  
    )&-+:u0  
     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)。 .U {JI\  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 sP8B?Tn1W  
    7 {<lH%Tn  
    6. 分光器的设置 7 4UE-H)  
    JC3)G/m(03  
    :.^rWCL2  
    1(a\$Di  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 )QT+;P.  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 3E9j%sYk  
     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 ShxX[k  
    V&85<Y%Nl|  
    7. 合束器的设置 /y@iaptC  
    =Q/i< u  
    Wn5]2D\vkT  
    8tk`1E8!j  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 $Q4b~  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 C I0^eaFs  
    mer{Jy s  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2 {0VyLx  
    : r=_\?  
    0:p#%Nvg  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 "f+2_8%s+  
    应用示例详细内容 {5`?0+  
    仿真&结果 c^%k1pae(  
    &n wg$z{Y  
    1. 结果：利用光线追迹分析 yFqC-t-i  
    Ckp=d  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 /;1FZ<zU  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    $Tza<nA  
    bHM .&4G  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 %{"STbO#>  
    6h%(0=^  
    h'+ swPh  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Y'9deX+  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 @So"(^  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    d8I/7 ;F X  
    w8Yff[o  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ' r/1+.  
    DSp@  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 JZ [&:  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 25r=Xv  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 EQ -\tWY  
    !/SFEL@_B  
    4. 对准误差的影响：元件平移 QNY{ p k  
     V Euv  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 P<~ y$B  
     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。 HYS7=[hv6  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 &V$R@~x  
    5o*x?P!$  
    ececN{U/  
    5. 总结 ;Xns9  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .xx9tP}Xy  
    n >'}tT)U  
    4. 仿真 p*Cbe\  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 e [n>U@  
    ge|}'QKow  
    5. 计算 9^n ]qg^  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 H{8\<E:V+}  
    p5\b&~ g  
    6. 研究 LCt m@oN  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ?a% u=G  
    {<lV=0]  
    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。 'E9jv4E$n  
    ej~ /sO  
    扩展阅读 eM}Xn^}  
    Ty m!7H2  
    1. 扩展阅读 J7H1<\=cJb  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 q!n|Ju<  
    PuWF:'w r  
     开始视频 6m9Z5:xG  
    - 光路图介绍 .Kx5Kh {  
    - 参数运行介绍 3HD=)k  
    - 参数优化介绍 >}iYZ[ V  
     其他测量系统示例： YeQX13C"Z  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Kf*+Ilq%L  
    No?pv"  
    pVr,WTr6E  
    QQ：2987619807     AbB%osz}Ed  
     
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