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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) 02(h={  
    rmsQt  
    应用示例简述 1& |  
     p3 e|j  
    1. 系统说明 oXdel Ju?  
     W+K.r?G<j  
    光源 iKhH^V%j  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 1\y@E  
     元件 9)Ly}Kzx  
    — 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 1 =^  
     探测器 /9Z!p  
    — 干涉条纹 ?~Pv3'%d  
     建模/设计 @7%.7LK  
    — 光线追迹：初始系统概览 2$ tQ @r  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ] opto  
     计算干涉条纹。 $~G@   
     分析对齐误差的影响。 0yaMe@&,  
     `w+1C&>^[  
    2. 系统说明 |kc@L`7s  
     l~ D\;F  
    参考光路 e8-ehs>  
    lov%V*tL  
    3. 建模/设计结果 SB/3jH  
    z0 \N{rP&  
    I|T7+{5z  
    4. 总结 -=a[J;'q  
     YQ7@D]#  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 V'I T1~  
     X8Fzs!L`  
    1. 仿真 Pj&A=  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 `;cz;"  
    2. 计算 tDt :^Bc  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6OtVaT=}<O  
    3. 研究 GyK(Vb"h6  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 bcn7,ht  
    ]Jn2Ra"j  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 @vt$MiOi  
     #x)8f3I  
    应用示例详细内容 Mg\TH./Y:  
    系统参数 $UC{"0  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 $w/E9EJ)3A  
     #ouE r-=  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 wDKELQ(y H  
    kC`Rd:5  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 \c% g M1  
     ? |VysJ  
    2. 说明：光源 /[{auUxSX  
     F&az":  
    RX>2~^  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ?Oc -aa  
     因此，相干长度大于1m RB;BQoGX  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 CmnHh~%  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 l'uOORI  
    p9iu:MucD<  
    N}mh}  
     7&|6KN}c  
    3. 说明：光源 v2>Z^  
    M*`hDdS  
    8UM0vNk  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 #xp(B5  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~OCZz$qA  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ]0-<>  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     YPEnNt+  
    4. 说明：光学元件 D/:3R ZF  
    VB"(9O]  
    H1&RI4XC  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 _ZyT3P&  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 0T9. M(  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 pkk4h2Ah  
     透镜材料为N-BK7。 -?fR|[\[U  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 N|Habua<Xw  
     Y;_T=  L  
    ^l(^z fsZ  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 s)w9%  
     A ~&+F>Z  
    Z@M6!;y#  
     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)。 N RSU+D-z  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 bV6V02RF  
    bVK$.*,  
    6. 分光器的设置 R=$Ls6z  
    "+h/-2rA  
    yU_9a[$V  
    T*+A.G@L"  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 '[ 0YIn  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 @i1q]0  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 -nR\,+N  
    bE I!Ja  
    7. 合束器的设置 U^?= 0+  
    (U9a@ 1  
    Oy$<QXj/  
    |GuEGmR  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 $ $4W}Ug3U  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 RxG^  
    P%)b+H{$h  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 <L&eh&4c  
    %\I.DEYH  
    [cpNiw4e  
     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)。 XTo8,'UaP  
    应用示例详细内容 d)KF3oA  
    仿真&结果 i!,HB|wQ  
    v8'5pLt"  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ;J=:IEk  
    . #U}q 7X  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 "&-C$J5 Id  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    JXm?2 /  
    d+5:Qrr  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 D^$OCj\  
    oD0EOT/E  
    K\^&+7&zVg  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 [@2s&Ct;  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 o5 WW{)Q  
     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。
    hk;bk?:m  
    784;]wdy\  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 TQ'e  
    :Tb7r6  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 w1i?# !|  
     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°。 dtTlIhh1V  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 N-%#\rPq.  
    }cW#045es  
    4. 对准误差的影响：元件平移 tcOnM w  
    $?f]ZyZr.  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 sN]Z #7  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 sTOFw;v%  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 O<X )p`,`  
     ?Ib}  
    g1V)$s 7  
    5. 总结 +^gO/ 0  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %wW'!p-<  
    ^PQM;"  
    4. 仿真 or.\)(m#(  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 xA-jvu9@  
    -tyaE  
    5. 计算 ]M\q0>HoJ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 e5OVq ,  
    U>A6eWhH  
    6. 研究 P` ]ps?l  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 j_c+.iET  
    VDn:SGj5  
    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。 JqEb;NiP)5  
     XhA4:t  
    扩展阅读  MYx88y  
    $W,zO|-  
    1. 扩展阅读 x4 hO$3o  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #Fzb8Yo  
    ]]y[t|6  
     开始视频 [q"NU&SX  
    - 光路图介绍 QgZJ`G--  
    - 参数运行介绍 uO"8aD`W  
    - 参数优化介绍 PWG;&ma  
     其他测量系统示例： Wr#~GFg  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) G?ZC 9w]rA  
    '!@A}&]  
    Tk](eQsy.v  
    QQ：2987619807     k =|K|  
     
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