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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) UdT *E: 6  
    "h{q#~s  
    应用示例简述 Z3"%`*Tmq-  
     >K_(J/&p  
    1. 系统说明 %". HaI]  
     l: HTk4$0  
    光源 o5Dk:Bw  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) N({MPO9  
     元件 a#cCpE  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 u@Ih GME  
     探测器 dP9qSwTa  
    — 干涉条纹 >:74%D0UF  
     建模/设计 u 1J0$  
    — 光线追迹：初始系统概览 5kc/Y/4o  
    — 几何场追迹加(GFT+)： "@e3EX7h  
     计算干涉条纹。 Sj%u)#Ub  
     分析对齐误差的影响。 kvL=> A  
     @E&J_un  
    2. 系统说明 G,&<<2{(f;  
     5Yg'BkEr  
    参考光路 @6Y?\Wx$w  
    H4WP~(__  
    3. 建模/设计结果 >6ni")Q9  
    +SP{hHa^  
    b o6d)Q  
    4. 总结 3 ]5^r}  
     b.2aHu( 3  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 EaO6[E  
     Lu?C-$a C  
    1. 仿真 k KaE=H-x  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ak7bJ~)X=  
    2. 计算 aB_F9;IR  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _F6OM5F"N  
    3. 研究 S5gyr&dm  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 >~''&vdsk\  
    &Qf/>@ l}  
    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。 QmQ=q7  
     A!od9W6  
    应用示例详细内容 ui< N[  
    系统参数 8H%;WU9-  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 p)KheLiZ  
     D#_3^Kiawj  
     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。 D>`xzt'.6  
    y*4=c _Z  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ux=w!y;}  
     !S$:*5=&  
    2. 说明：光源 xsIY7Ss U  
     bg!/%[ {M  
    ahJ`T*)HY  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 L ^r#o-H<  
     因此，相干长度大于1m aZH:#lUlj  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 K?6jXJseb  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 GoJ.&aH $  
    rlMLW  
    w^\52  
      |tKsgj  
    3. 说明：光源 ]3D0R;  
    BGvre'67  
    B7VH<;Z  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Sgeh %f  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 [zH:1Zhl&  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 piJu+tUy  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     `{f}3bO7C  
    4. 说明：光学元件 vHgi <@u  
    jte.Xy~g  
    {JO^ tI  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 &yct!YOB2  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 R   
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 +! ]zA4x  
     透镜材料为N-BK7。 J! AgBF N4  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 RF`.xQ26=  
     9)h"-H;5:  
    Q0)#8Rcm  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ~IY%  
     B~'vCuE  
    |hKDvH  
     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)。 z{8bvuE  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 kI,yU}<Fq  
    ~Zun&b)S  
    6. 分光器的设置 $By< $  
    rF3wx.  
    S50k>_a;  
    .O DU  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ^4y,W]JUDt  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 &9.Cl;I  
     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 MS nG3]{z  
    l^! ?@Kg,z  
    7. 合束器的设置 ](Xb _xMf  
    j:Xq1f6a  
    kYM~d07 V  
    `jDTzhO~  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 _jvxc'6  
     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。 /{EP*,/*  
    MOQ6 :  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 n"h `5p5'  
    6gkV*|U,e  
    `:ArT}F  
     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)。 EZgq ?l~5O  
    应用示例详细内容 GiJ *Wp  
    仿真&结果 '<gI8W</  
    t^UxR@l<K|  
    1. 结果：利用光线追迹分析 JOj;^ h  
    $CRm3#+ ~  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 L,HhbTRca  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ]N/=Dd+|  
    7dN*lks  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 rbul8(1h  
    mWv3!i;G<s  
    zZ:>do\2  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 UgRhWV~f0  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 kAKK bmE  
     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- ~N"  
    dydc}n  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ~]nRV *^  
    ,D5cjaX<  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 `b?R#:G  
     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°。 EHSlK5bD,  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 DMs,y{v  
    $ux,9H'[  
    4. 对准误差的影响：元件平移 q'+)t7!  
    #9=Vg  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 pXtl 6K%  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 #./fY;:cj  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 CYt?,qk-r  
    >R|/M`<ph  
    J; S (>c  
    5. 总结 Z3%}ajPu[  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 l(yZO$  
    J.3u^~zy  
    4. 仿真 _PPy44r2  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 [RS|gem`  
    B[qzUD*P_n  
    5. 计算 6 [k\@&V-  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 D,FHZD t  
    *$#W]bO  
    6. 研究 NxfOF  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 <:_wbVn-  
    cv8L-Z>x.=  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 UJ%R   
    2L!u1  
    扩展阅读 .28<tEf  
    p$O.> [  
    1. 扩展阅读 |Yx~;q:  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 RXNn[A4xfY  
    %Celc#v  
     开始视频 CZ8KEBl  
    - 光路图介绍 G3t xj  
    - 参数运行介绍 "<6G6?sz  
    - 参数优化介绍 ag;Q F  
     其他测量系统示例： I) rCd/  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) =NpYFKmMhV  
    hC:n5]K  
    GXcJ< v  
    QQ：2987619807     XFg 9P}"  
     
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