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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) BLqK5~  
    b|kL*{;  
    应用示例简述 >< S2o%u~  
     y,n.(?!*  
    1. 系统说明 y ,`0f|  
     ks%;_~b  
    光源 $;=?[Cn  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) "ixea- 2  
     元件 Zn)o@'{}{  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 Ujvm|ml  
     探测器 Tl-%;X<X  
    — 干涉条纹 @t$yg$Q?[  
     建模/设计 y>u |3:z  
    — 光线追迹：初始系统概览 E1Q#@*rX>  
    — 几何场追迹加(GFT+)： w}$;2g0=a<  
     计算干涉条纹。 UM21Cfqex  
     分析对齐误差的影响。 OQ<;w  
     awz.~c++  
    2. 系统说明 OR|Jc+LT  
     $*_79F2zN  
    参考光路 J[S!<\_!  
    /FPO'} 6i  
    3. 建模/设计结果 ".( G,TW  
    KE5>O1  
    I7Abf7>*Q  
    4. 总结 1LvR,V<  
     c3PA<q[  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !>Q\Y`a,*  
     ^4\0, >  
    1. 仿真 oGg<s3;UND  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 017nhI  
    2. 计算 b~YIaD[Z  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 P&tw!B  
    3. 研究 -w)v38iX!  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 " L,9.b  
    0blbf@XA  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ?pd /cj^  
     e6{E(=R[M  
    应用示例详细内容 N$:-q'hX  
    系统参数 P39oHW  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 JdWav!PYm  
     eHd7fhW5  
     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。 pbWjTI$  
    ZIh)D[n  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 UFj!7gX]  
     Up_"qD6  
    2. 说明：光源 /Q:mUd  
     Vr %ef:uVV  
    Y!Io @{f  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 "}-S%v`)z  
     因此，相干长度大于1m QJjk#*?,|  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 AqaMi  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 3QdCu<eBZ  
    8=0I4\  
    1O,8=,K2a  
     Rs"G8Q9Q  
    3. 说明：光源 0XqxW\8_l  
    3r,Kt&2$  
    ]P>XXE;[  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 n:1Ijh 1  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 > XM]UdP  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 j}(m$j'  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     AA=eWg  
    4. 说明：光学元件 $ye>;Ek  
    ub`zS-vb  
    WNKP';(a@G  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。  tL<.B  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 tB(~:"|8  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ga S}>?qk  
     透镜材料为N-BK7。 \.Op6ECV9  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^kz(/c/?  
     )t\aB_ =  
    p7r/`_'|  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 .`v%9-5v  
     =]"I0G-s!  
    *BF[thB:a  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 difX7)\  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 A&WC})H5  
    nf1 `)tXG  
    6. 分光器的设置 SR?(z  
    .|s,':hA  
    R*S:/s  
    h@(+(fVHrp  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Y}<%~z#.4  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 &"hEKIqL  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 *0Fz." v  
    R-1MD  
    7. 合束器的设置 Z{yH:{Vk  
    lNWP9?X  
    Aq3\Q>klH)  
    "VU/Ucb7  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ~(GN Y5  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 DZ`m{l3H  
    UEfY'%x  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 "h7Dye  
    4i+%~X@p  
    d2-oy5cEB  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 n5^57[(  
    应用示例详细内容 qc\D=3 #Yp  
    仿真&结果 G'(rjH>q  
    Zzz94`  
    1. 结果：利用光线追迹分析 1KBGML-K3  
    lCl5#L9  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 4neO$^i8J  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    D>HbJCG4^  
    8Gnf_lkI  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 N3@[95  
    pIYXYQ=Z  
    DrC"M*$!  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 t4/ye>P &  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 mw;4/ /R  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    )c'E9ZuZ>d  
    C_8_sb Z/  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 < *;GJ{  
    #(i pF  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 rPGj+wL5-  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 a_?b <  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 `.3@Ki~$#  
    ?2dI8bG  
    4. 对准误差的影响：元件平移  P Je_qP  
    )7o? }"I  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 @h!Z0}d 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。 tpO '<b  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 18Z1F  
    &vn2u bauS  
    ~ A=Gra  
    5. 总结 nhjT2Sl  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 G :k'm^k  
    1;V_E2?V  
    4. 仿真 " r o'?  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 A~<!@`NjB  
    >][D"  
    5. 计算 v:yU+s|kN  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0`-b57lF&  
    ih^FH>@  
    6. 研究 ,$> l[G;Bm  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Vd  d  
    WQ% O/  
    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。 s*<T'0&w0S  
    9q_{_%G%  
    扩展阅读 ^7YNM<_%@  
    qIsf!1I?  
    1. 扩展阅读 cy;i1#1rO  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 [YHtBM:y  
    O#=%t  
     开始视频 [WG\w j.  
    - 光路图介绍 m6n%?8t  
    - 参数运行介绍 [xr^t1  
    - 参数优化介绍 bp=r]nO  
     其他测量系统示例： QDJ "X  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 2bG3&G  
    yV\%K6d|3&  
    4_ U"M@  
    QQ：2987619807     :W1?t*z:[  
     
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