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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) r>fx5 5dw  
    F Qtlo+3  
    应用示例简述 W,</  
     1mT3$Z  
    1. 系统说明 #:rywz+  
     w+ZeVZv!r  
    光源 Uloa]X=Im8  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) %'2DEt??  
     元件 SrMg=a  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 nic7RN?F<  
     探测器 CXqU< a&  
    — 干涉条纹 l{U-$}  
     建模/设计 plL##?<D<  
    — 光线追迹：初始系统概览 lq2P10j@  
    — 几何场追迹加(GFT+)：  .PyPU]w  
     计算干涉条纹。 9|yn{4E  
     分析对齐误差的影响。 `<I+(8]Uz  
     B+:'Ld](  
    2. 系统说明 x5q5<-#  
     c(@V t&gE  
    参考光路 B j!{JcM-^  
    .ztO._J7f  
    3. 建模/设计结果 ^l\U6$3  
    CRy;>UI  
    ve|:z  
    4. 总结 8 VMe#41  
     K07b#`NF6  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 rzC\8Dd  
     j6wdqa9!~  
    1. 仿真 iN\D`9e  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 O][R "5d  
    2. 计算 ?+Sjt  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 YEGRM$'`  
    3. 研究 P]*,955*)  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 k@1\ULo  
    qsnZ?hXPp  
    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。 H f}->  
     c#eV!fl>&  
    应用示例详细内容 R +H0+omj  
    系统参数 AH$D./a  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 (ly4[G1y  
     VUF^ r7e  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 %u"3&kOV  
    . IBy'  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 @y,pf Wh`  
     |/,XdTSy  
    2. 说明：光源 'UGkL;  
     eR,ePyA;  
    rwb7>]UI"d  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 a6AD`| U8  
     因此，相干长度大于1m XV"8R"u%Q  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 \XaKq8uE  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 m[~fT(NI  
    ~>:uMXyV2t  
    \{W}  
     FsI51@V72Q  
    3. 说明：光源 B5'-v%YO+  
    wO6 D\#  
    37Z@a!#  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 V=%j ]`Os  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 +C4UM9  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 #*QnO\.  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     R pUq#Y:a  
    4. 说明：光学元件 [=dK%7v  
    .W[ 9G\  
    L4bx [  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 e nsou!l  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 7` 113`1  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 iTf]Pd'  
     透镜材料为N-BK7。 I<p- o/TP  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 E1)7gio  
     J&mZsa)4  
    DbRq,T  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 < {1'cx  
     0Z.bd=H  
    Bp #:sAG  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 [I*zZ`  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 >K<n~;ON|  
    hfUN~89;  
    6. 分光器的设置 mQ# 0c_  
    x+niY;Z E  
    ~?l>QP|o  
    ?];?3X~|  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ''Lf6S`4X~  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 =1qM`M   
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 )YSS>V  
    ]iP  +Y  
    7. 合束器的设置 o Ho@rGU  
    N@Fof(T&  
    lOk'stLNa&  
    %kB84dE  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 tWD5Yh>.?$  
     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。 X8l|^ [2F  
    ei TG  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 *qM)[XO  
    /r Q4JoR>  
    J['pBlEb\  
     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)。 uvbXsO"z]]  
    应用示例详细内容 /XfE6SBz  
    仿真&结果 Jat|n97$  
    V 4~`yT?*"  
    1. 结果：利用光线追迹分析  D`Tx,^E  
    zh{:zT)(1  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 HN7C+e4U~  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    9c `Vrlu  
    tQTVP2:Y  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ;gE]*Y.Z.p  
    >)V1aLu=  
    25bLU?x5B  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 'WF Ey>1#  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 j,:vK  
     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。
    $G $147z  
    ;:)1:Dy5  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 D' d^rT| H  
    $0(~ID  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 eyUhM jd  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 BH@b]bEJ  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。  9hbn<Y  
    i.~*G8!DM  
    4. 对准误差的影响：元件平移 cN]e{|  
    3G r:.V9=  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 kimqm  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 !Z0p94L  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 5Xe1a'n5]  
    v;=| -y  
    &@dMIJK"(  
    5. 总结 vv 7T/C  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .YYLMI  
    U&PwEh4uG  
    4. 仿真 {y>o6OTITR  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 =Su~i Oa  
    o?T01t=  
    5. 计算 ,p3moD 3  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 e7# B?  
    Ei$@)qS/  
    6. 研究 i,3[0*ge  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 @U)k~z2Hk  
    {Xj2c]A1  
    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。 \R}`S`fIw`  
    6/4?x)l3-  
    扩展阅读 1G6 %?Iph  
    X{-@3tG<r  
    1. 扩展阅读 8dBG ZwyET  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 r=S6yq}  
    .#BWu(EYV  
     开始视频 |^&j'k+A  
    - 光路图介绍  ~[wh  
    - 参数运行介绍 Z` ;.62S  
    - 参数优化介绍 zfexaf!  
     其他测量系统示例： `8D)j>Yh~  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ` 6'dhB  
    EId_1F;V^  
    o 5;V=8T;  
    QQ：2987619807     xklXV  
     
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