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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) 5\N(PL  
    &%8'8,.  
    应用示例简述 1QqYQafA  
     8I-u2Y$Sr  
    1. 系统说明 _p# CwExuy  
     |S_T^'<W  
    光源 ST2.:v;lb  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) k'gh  
     元件 , `wXg  
    — 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 g'p K  
     探测器 c|lu&}BS  
    — 干涉条纹 @AK n@T5  
     建模/设计 03xa'Of>  
    — 光线追迹：初始系统概览 $"`- ^  
    — 几何场追迹加(GFT+)： O#x*iI%  
     计算干涉条纹。 ;KOLNi-B&  
     分析对齐误差的影响。 x9$` W  
     &K[_J  
    2. 系统说明 )!Jc3%(B  
     P::TO-C  
    参考光路 g3Ec"_>P  
    /|r^W\DV&x  
    3. 建模/设计结果 BS /G("oZ[  
    ;6gDV`Twy  
    z3`-plE  
    4. 总结 vh"R'o  
     ]p*l%(dhY  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +~'865{  
     cmBB[pk\  
    1. 仿真 wi hH?~]  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ~Cl){8o  
    2. 计算 `k OD[*  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2]I4M[|&z  
    3. 研究 Cnnh7`  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5 elw~u  
    i#7DR>XF/  
    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。  gG uZ8:f  
     qgE 73.!`6  
    应用示例详细内容 ^w(p8G_-w  
    系统参数 W [Of|?  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 $>*3/H  
     (>F%UY  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 f _[<L  
    >QA uEM  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ol1e/Wv  
     7P" | J\  
    2. 说明：光源 >GQEqXs  
     ">~.$Jp_4  
    >G);j@Q  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =NOH:#iQ  
     因此，相干长度大于1m :r%P.60H X  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Nqw&< x+  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 xG}(5Tt  
    e:DkGy`-s  
    9dFy"yxYa  
     ;} und*q  
    3. 说明：光源 D-8O+.@  
    k spTp>~  
    Uh7v@YMC  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 }~#pEX~j*  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Sczc5FG  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Ne#WI'  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     tYZ[6 8  
    4. 说明：光学元件 /3;4#:Kkw  
    r~N"ere26  
    ]GN7+ 8l  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ^ s1Q*He  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 TftHwe):V  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 [E+$?a=  
     透镜材料为N-BK7。 /b]oa !  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 k:JrHBKv\  
     /E Bo3`  
    h]og*(  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 f>aEkh6u9  
     8i6Ps$T  
    "J+3w  
     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)。 XpmS{nb  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 w:s]$:MA8  
    Uu!f,L;ty  
    6. 分光器的设置 Of{/t1o?  
    1c<=A!"{  
    + ` s@  
    m_=$0m J$  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ^\\Tx*#i  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ~\=1'D^6CK  
     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 d@ Y}SWTB  
    {LX.iH9}l  
    7. 合束器的设置  yyv8gH  
    M7+nW ; e%  
    z74in8]  
    !,[C] Q1  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 >y.%xK  
     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。 &07]LF$]  
    0GB:GBhZ  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Xv< B1  
    GytXFL3`:  
    -:30:oq  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 43={Xy   
    应用示例详细内容 F;=4vS]\  
    仿真&结果 GDu~d<RH  
    P`#Z9 HM4  
    1. 结果：利用光线追迹分析 L,mQ   
    *.\  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 '|S%a MLZ)  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    pX&pLaF  
    !PrwH;  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 o4*+T8[|5  
    U>V&-kxtV  
    \2ZPj)&-E  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ?*?RP)V  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 A,\6nO67  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    dDm):Z*`b  
    yHHt(GM|o  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ]l'Y'z,}  
    vhsk 0$f  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 kqce[hgs<  
     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°。 %Eb%V($  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 1AG=%F|.  
    pY_s*0_  
    4. 对准误差的影响：元件平移 *Ho/ZYj3  
    |tv"B@`  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Qtbbb3m;  
     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。 :4MB]v[K  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 6U[4%(  
    w3=%*<  
    /e]'u&a  
    5. 总结 ?;vgUO  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 YqPQ%  
    )RO<o O  
    4. 仿真 qduWzxB  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 K'X2dG*  
    taFn![}/!g  
    5. 计算 4m*M,#mV  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 d?:=PH  
    ,WvY$_#xW%  
    6. 研究 :um|nRwy9  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;9~6_@,@o  
    U Z|HJ8_  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 oS7(s  
    9lGOWRxR)  
    扩展阅读 \MjJ9u `8  
    1Wm)rXW[x  
    1. 扩展阅读 Y`o+XimX  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 RRGWC$>?  
    V5GW:QT  
     开始视频 x.3J[=z=>  
    - 光路图介绍 x_c7R;C  
    - 参数运行介绍 94 e): jS  
    - 参数优化介绍 ;=<-5;rI  
     其他测量系统示例： ' v\L @"  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) HcedE3Rg  
    -T&.kYqnb$  
    G!Um,U/g  
    QQ：2987619807     es>W$QKlo  
     
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