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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) c pk^!@c  
    <_Eg?ePW#  
    应用示例简述 }s_hD`'  
     {hQ6K)s  
    1. 系统说明 w\Mnu}<e$  
     er2cQS7R  
    光源 06 i;T~Y  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ~>Kq<]3~  
     元件 =wG+Ao  
    — 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 7AwgJb hn  
     探测器 )}MHx`KT2  
    — 干涉条纹 /*$hx@ih  
     建模/设计 oFDz;6  
    — 光线追迹：初始系统概览 ['q&@_d7  
    — 几何场追迹加(GFT+)： } fZ`IOf  
     计算干涉条纹。 bc I']WgB-  
     分析对齐误差的影响。 t\4[``t  
      fvEAIs  
    2. 系统说明 %0,-.(h  
     N@xg:xr  
    参考光路 jZpa0grA  
    )JD(`  
    3. 建模/设计结果 1u|V`J)0  
    F%d \~Vj  
    P[ r];e  
    4. 总结 WG7k(Sp ]  
     &QNY,Pj  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 zR;X*q"T$4  
      k5`OH8G  
    1. 仿真 G8Z4J7^  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ]m4OIst  
    2. 计算 FT.,%2  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 K_/zuTy  
    3. 研究 _ oFs #kW  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移  \ %=9  
    MZ> 6o5K|  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Ge+0-I6Ju  
     |X19fgk  
    应用示例详细内容 tV;`fV   
    系统参数 c{+AJ8  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 o|BP$P8V  
     3+Qxg+<  
     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。 -r7]S  
    d XHB#  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 laKuOx}  
     E Y<8B3y  
    2. 说明：光源 ~EzaC?fQ  
     LQYy;<K  
    A3N]8?D  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 |RkcDrB~  
     因此，相干长度大于1m S~Z|PLtF  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 MPgS!V1  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 4Y> Yi*n  
    %V`F!D<D  
    y&m0Lz53Z  
     %xZG*2vc!B  
    3. 说明：光源 '*^yAlgtt  
    #oeG!<Mn  
    JA)?p{j  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Ys+OB*8AE  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 h%; e0Xz|  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 GNf482  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     [#Lc]$  
    4. 说明：光学元件 OLGBt  
    6lwta`2  
    D4Al3fe  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =]`lN-rYw  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 7?8wyk|x  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 9^"b*&>P  
     透镜材料为N-BK7。 #`TgZKDg2  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 $ ,SF@BhO  
     o%{'UG  
    Migd(uw'  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 FWue;pw3  
     %CwL:.|  
    zya5Jb:Sg  
     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)。 `\`>0hlu  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 -oeL{9;  
    *-W#G}O0  
    6. 分光器的设置 T{qTj6I  
    %W,D;?lEo>  
    .:p2Tbo  
    FLg*R/  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 =deMd`=J  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 l0&EZN0V2  
     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 ]5~s "fnG  
    ?Xdak|?i  
    7. 合束器的设置 BqDKT  
    >Rvx[`|O!m  
    [ EFMu;q  
    fO'Wj`&a  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 D|Iur W1f  
     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。 {oc igR 0  
    ^ -FX  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 5D M"0  
    -<jL~][S  
    ?D,=37  
     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)。 O#wpbrJ  
    应用示例详细内容 vZ/6\Cz  
    仿真&结果 x!\ONF5$  
    o"wXIHUmV  
    1. 结果：利用光线追迹分析 _&K  
    Pe C7  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ]E  =Iu  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    UnVm1ZWZ  
    G} eUL|S  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 x^Yl*iq  
    V f-a'K&  
    9/+Nj/  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 y/e 2l  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ^F?&|clM/  
     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。
    E?(xb B  
    dKl^jsd  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 + OV')oE  
    OD' ]:  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 sr@j$G#uW5  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 %m:m}ziLQ  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 G'YH6x,  
    .2J L$"  
    4. 对准误差的影响：元件平移 eEhr140  
    vI$t+m:  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 E\gim<]  
     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。 hhoEb(BA  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ~Lc066bLeq  
    n G_6oe*=I  
    V]*b4nX7  
    5. 总结 @ HZKc\1  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 E}%hz*Q)(  
    uEc<}pV  
    4. 仿真 $gBd <N9|c  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 <~ JO s2  
    :4v3\+T  
    5. 计算 P/&]?f0/  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ;n|^1S<[  
    =^ T\Xs;GK  
    6. 研究 1-.~7yC  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 oK{ V7  
    hHqh{:q{v  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 k6=nO?$  
    EGl^!.'  
    扩展阅读 fDx9iHGv  
    ^5r9 5  
    1. 扩展阅读 %e*@CbO$  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 8w({\=  
    1Bxmm#  
     开始视频 r-,e;o>9  
    - 光路图介绍 KR7@[  
    - 参数运行介绍 /%lZu^  
    - 参数优化介绍 HHqwq.zIy  
     其他测量系统示例： !|c|o*t{  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) [pVamE  
    RCRpzY+@  
    Z,iHy3`  
    QQ：2987619807      *.)tG  
     
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