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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) 2I 7|hZ,  
    -1w^z`;2h  
    应用示例简述 |O;vWn'U2  
     .UvDew/Y  
    1. 系统说明 /x\~ 5cC  
     _>_ "cKS  
    光源 )_}xK={  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) R0K{wY58  
     元件 Z:diM$Z?7  
    — 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 +}eK8>2  
     探测器 qRq4PQ@  
    — 干涉条纹 (-VH=,Md  
     建模/设计 +W8kMuM!  
    — 光线追迹：初始系统概览 gUYTVp Vf  
    — 几何场追迹加(GFT+)： {U4{v=,!I  
     计算干涉条纹。 o\fPZ`p-m~  
     分析对齐误差的影响。 3N4kW[J2i  
     y( UWh4?t  
    2. 系统说明 4\j1+&W   
     @\+UTkl8  
    参考光路 ~*`wRiUhis  
    B]  Koi1B  
    3. 建模/设计结果 (%G>TV  
    JURg=r]LI  
    |)mUO:*  
    4. 总结 -s ^cy+jd  
     c?6(mU\x  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 bNHs jx@  
     v!=e]w6{  
    1. 仿真 &a6-+r  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ]qx!51S  
    2. 计算 u,~+ho@  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lq?N>~PG  
    3. 研究 .~a8\6t  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 "&\(:#L  
    ClufP6'  
    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。 SN`L@/I  
     )ri'W <l  
    应用示例详细内容 )=5*iWe  
    系统参数 kjr q;j:  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 "V,dH%&j  
     @@}muW>;T  
     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。 \2Kl]G(w%y  
    #XNURj  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 hJX;/~L  
     R5 EC/@  
    2. 说明：光源 \P*%u  
     <4^y7]] F  
    K%SfTA1TCB  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 }@53*h i(  
     因此，相干长度大于1m $<f+CtD4  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 HBw0 N?  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 @d|]BqQ4jh  
    f&X M|Bg  
    #QW% ;^  
     ">nFzg?Y  
    3. 说明：光源 Kn\$\?u  
    L.a~vk 1  
    g$8a B{)  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 +:z%#D  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 24Htr/lPCT  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 u#Uc6? E  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     dw7h@9\ y  
    4. 说明：光学元件 92*Y( >  
    M5S<N_+Pe  
    ^ X<ytOd5  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 "C+Fl /v  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 E+eC #!&w  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 cp+eh  
     透镜材料为N-BK7。 *Rj*%S  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 7JP.c@s  
     +]{PEnJ  
    vu)V:y  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 3a,7lTUuB  
     =/HTe&  
    uvGFo)9q3  
     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)。 " gi 1{  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 _ "[O=h:  
    2lBu"R6}  
    6. 分光器的设置 K 7d]p0d'  
    26c1Yl,DMn  
    g ??@~\Ov  
    O7T wM Yh  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ~r>N  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 {-\VX2:;[9  
     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 gUxJ>~  
    ?gOZY\[ma  
    7. 合束器的设置 (g]J hG  
    c- ^\YSDMN  
    LP:C9 Ol\  
    ]w|,n2DG  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 KcX] g*wy  
     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。 B^uQv|m  
    4]]1J L(Ka  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 /S+gh;2OC  
    ,~- dZs  
    Y r^C+Oyg  
     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)。 W.AN0N  
    应用示例详细内容 (""1[XURQK  
    仿真&结果 S_B;m1  
    ]`x\Oj &  
    1. 结果：利用光线追迹分析 /Hl]$sJY  
    Ni[2 p  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 +kKfx!  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    /a$RJ6t&3  
    e&(Di,%:  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 438+ zU  
    T7=~l)I  
    D'Gmua]I  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ?qt>;o|Ue  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 :8bz+3p  
     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。
    3%<xM/#  
     %Ln7{w  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 t*zBN!Wu_  
    1e>,QX  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 hYW<4{Gjr  
     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°。 bb6J$NR  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ?2;r#)  
    d aIt `}s  
    4. 对准误差的影响：元件平移 HUtuUX  
    6t|FuTC  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 t/K<fy 6  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 qsUlfv9L6  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 &LO<!WKQ  
    XTD _q  
    Z;aQ/ n[`  
    5. 总结 ~B%=g)w  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 N&!qu r \  
    '~3a(1@8  
    4. 仿真 fMn7E8.  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 /s>ZT8vaAs  
    ) w.cCDL c  
    5. 计算 1q*85 [Y  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ?]081l7cd  
    =j 6amk-  
    6. 研究 #~54t0|Cd>  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 _^'fp  
    MEbx{XC  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ?w1_.m|8u  
    Ep0L51Q  
    扩展阅读 .}6 YKKqS  
    pO$`(+q[  
    1. 扩展阅读 '2a}1?  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 1sZwW P  
    x2.G1  
     开始视频 ^u#!Yo.!(  
    - 光路图介绍 *TA${$K  
    - 参数运行介绍 HH3WZ^0>  
    - 参数优化介绍 }`4o+  
     其他测量系统示例： Dg/&m*Yl  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) _r5Q%8J  
    b5 YE4h8%  
    FGBPhH% (8  
    QQ：2987619807     to^ &:  
     
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