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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-23
    测量系统(MSY.0001 v1.1) U1:m=!S;x  
    ;[ QIHA!  
    应用示例简述 ,C6(  
     +(DzE H |  
    1. 系统说明 3YLK?X8  
     Ct `)R  
    光源 )s>|;K{  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) FZgf"XM>  
     元件 \Yj_U'2"i  
    — 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 L&+k`b  
     探测器 x9F *$G  
    — 干涉条纹 Mc c%&j  
     建模/设计 /HUT6B  
    — 光线追迹：初始系统概览 }uMu8)Q  
    — 几何场追迹加(GFT+)： w(bvs&`{uC  
     计算干涉条纹。 J <z ^C  
     分析对齐误差的影响。 tfHr'Qy BC  
     jy~hLEt7  
    2. 系统说明 @8c@H#H  
     _L)LyQD]T  
    参考光路 5dv|NLl  
    r2f%E:-0G  
    3. 建模/设计结果 |d&Kr0QIV  
    ]foS.D,  
    Fdl0V:<  
    4. 总结 @B0fRG y  
     5q4wREh  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~Q"qz<WO  
     rui 8x4c  
    1. 仿真 EiD41N  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 MX*4d{l  
    2. 计算 I.t)sf,  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Gmu[UI}w8  
    3. 研究 IHW s<U  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 \gT({XU?  
    }qGd*k0F0  
    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。 M%jR`qVFg.  
     yuq o ^i  
    应用示例详细内容 I RLAsb3  
    系统参数 N\s-{7K  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 <b~~X`Z  
     KD\%B5Jy  
     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。 V,zFHXO  
    ?pQ0* O0  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ~Q^.7.-T  
     V9KRA 1  
    2. 说明：光源 `<@ "WSn  
     a"}ndrc*  
    ,W 'P8C  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 .5SYN -@  
     因此，相干长度大于1m w}/+3z  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Wt5pK[JV  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 owa&HW/_  
    '4GN%xi  
    HXh:8 3  
     <QgpePyoN  
    3. 说明：光源 \u6.*w5TI  
    U |eh  
    + i /4G.=*  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ,ZYPffu<*  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 <D&  Ep  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Q4Wz5n1yp7  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     CE (zt  
    4. 说明：光学元件 jU 3ceXV  
    g^:`h VV  
    ifWQwS/,a  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -oZw+ge}  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 $qpW?<>,0  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Z6So5r%wZ  
     透镜材料为N-BK7。 I(3YXv VN  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 7#&Q-3\:  
     mq}uq9<  
    Z"l].\= F  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 i6FJG\d  
     3k8nWT:wT  
    mWP&N#vwh  
     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)。 [\0>@j}Z  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [Tvdchl OC  
    71IM`eL=ED  
    6. 分光器的设置 >,Zn~8&Z  
    CCC9I8rZD  
    c[3x>f0  
    $E8}||d  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 J}bLp Z  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 @tRDKPh  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 A58P$#)?  
    wrJ" (:VZ  
    7. 合束器的设置 L6jwJwD  
    vXM {)  
    osO\ib_%  
    oBnes*  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 m.gv?  
     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。 fG8^|:  
    JCB3 BZg7&  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 j5smmtM`s  
    X-CoC   
    McbbEs=)  
     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)。 pFBK'NE  
    应用示例详细内容 m}beT~FT_  
    仿真&结果 cUw$F{|W  
    pOB<Bx5t  
    1. 结果：利用光线追迹分析  e?o/H  
    0\k {v  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 '!MKZKer  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    y\:Ma7V  
    L|'B*  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 #op0|:/N  
    J9J/3O Q=  
    ExFz@6@  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ra@CouR^c{  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Uu Zjf9}  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    M D& 7k,!  
    pUu<0a^  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 >I;.q|T  
    (*T$:/zI S  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 j(>xP*il  
     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°。 d\c)cgh%  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 g^jTdrW/s  
    >oi?aD%  
    4. 对准误差的影响：元件平移 :+?r nb)N  
    <<Z, 1{3F  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 I%<pS ,p  
     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。 ZC^NhgX  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ^q|W@uG-(  
    \W\*'C8q\  
    ^/}&z  
    5. 总结 4#t-?5"  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Q/h-Kh mz  
     BJg  
    4. 仿真 Wn?),=WQ{  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 .Ep&O#  
    s+=':Gcb(C  
    5. 计算 ;Z`R!  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 tCw B 7 c-  
    Qte%<POx+  
    6. 研究 N9rAosO*  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 {/,AMJ<:G]  
    i;juwc^n}  
    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。 :" @-Bcln  
    =NNxe"Kd;U  
    扩展阅读 uZI7,t-7  
    {&6i$4T  
    1. 扩展阅读 P>`|.@  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 vWa\8yf  
    BP\6N%HC%&  
     开始视频 8 tIy"5  
    - 光路图介绍 _]eyt_  
    - 参数运行介绍 6mgLeeY  
    - 参数优化介绍 cz|?j  
     其他测量系统示例： ?|\wJrM ]  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) uotW[L9  
    D`Ka IqLz  
    Cbm^: _LR  
    QQ：2987619807     B$ho g_=s  
     
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