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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) =v<A&4  
    oyk&]'>  
    应用示例简述 OX]P;#4tU  
     m2l9([u=^  
    1. 系统说明 =23@"ji@D  
     +U_1B%e(%  
    光源 y`7<c5zD  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) , .;0xyc  
     元件 7 wEv`5  
    — 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 0MxK+8\y  
     探测器 lP]Y^Gz  
    — 干涉条纹 ybFxz  
     建模/设计 O_.!qk1R  
    — 光线追迹：初始系统概览 | V{ Q  
    — 几何场追迹加(GFT+)： MVvBd3  
     计算干涉条纹。 I"lzOD; eI  
     分析对齐误差的影响。 b30Jr2[  
     @>~\So|  
    2. 系统说明 Qyx~={ .C~  
     hp9LV2_5  
    参考光路 #wRhR>6  
    x@bqPZ t  
    3. 建模/设计结果 _JNYvng m  
    cRbA+0m>  
    n4+q7  
    4. 总结 =GF=_Ac  
     Rj>A",  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 aD'Ax\-  
     ]plp.f#av  
    1. 仿真 |_8l9rB5ip  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 H6j t[  
    2. 计算 9=T;Dxn  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Z~-N'Lt{  
    3. 研究 Ng W"wh  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 w <"mS*Q  
    iZeq l1O  
    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。 g%[:wjV;  
     dc1Zh W4  
    应用示例详细内容 "Z,T%]  
    系统参数 >,3uu}s  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 `Z5dRLrd  
     Gs3V]qbEP  
     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。 l*&N<Yu  
    GQ@mQ=i  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 \ ya@9OA  
     rQ]JM  
    2. 说明：光源 vGh>1U:  
     MO7R3PP  
    vBF9!6X.  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 WR"1d\m:  
     因此，相干长度大于1m gSw <C+  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 m26YAcip}  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 C<(oaeQY  
    ~KkC089D  
    t? 6 et1~  
     <y^_&9  
    3. 说明：光源 t;h`nH[  
    "H`Be  
    pl1CPxSdO  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 -XV+F@`Md  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 YkB@fTTS  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 y<Xu65  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     {b4`\ I@<  
    4. 说明：光学元件 1@KiP`DA  
    v=lW5%r,'  
    >Q=^X3to  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 e]88 4FP  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ;2 &"  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 jLVD37 P^  
     透镜材料为N-BK7。 H2Wlgt  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 fpo{`;&F  
     !vRZh('R  
    YuknZ&Q  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 s[0`  
     W>d)(  
    miQ*enZi  
     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)。 C2v_] ,]  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ^OWG9`p+  
    J$1H3#VV G  
    6. 分光器的设置 ' :B;!3a0d  
    h^tCF=S  
    '0q$qN  
    yFDeY PZP  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 1s=Q~*f~d  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 T Q4L~8  
     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 ]Rxo}A  
    ur'<8pDb$  
    7. 合束器的设置 A2M( ad  
    .4 WJk>g  
    {E Ay~lo  
    jj]\]6@+P  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 nD*iSb*  
     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。 Z@+nkTJ9&t  
    = N*Jis  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 pz['o  
    JXU ?'@QY  
    YQG l8E'  
     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)。 %mT/y%&:  
    应用示例详细内容 ;HXk'xN  
    仿真&结果 Ei@  
    0x-g0]  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Zhfg  
    <5z!0m-G  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 r4 *H96l  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    Pa3-0dUr  
    W$zRUG-  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 'A:Y&w"r  
    `Fr ,,Q81\  
    lF!PiL  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 '|ntwK*f  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ;Y*K!iFWH  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ;(`bP  
    *GE6zGdN  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 {\1bWr8!U  
    jC>ZMy8U)4  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 6Oy:5Ps8a  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 )9yQ C  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 +-|""`I1I  
    q\o#<'F1J  
    4. 对准误差的影响：元件平移 -@w,tbc$  
    ?;W"=I*3  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 F7JO/U^oU  
     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。 *% ;A85V/  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Cb{D[  
    jJiuq#;T3  
    %;:![?M  
    5. 总结 7w) 8s  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >]~581fYf  
    n?r8ZDJ'  
    4. 仿真 a^J(TW/  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 l.pxDMY  
    vm+3!s:u  
    5. 计算 (]'wQ4iQ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &EV%g6  
    j? BL8E'   
    6. 研究 ZNw|5u^N  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ^\gb|LEnK  
    _ $>);qIP4  
    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。 ! I?C8)  
    PM84Z@Y  
    扩展阅读 *bFWNJ}`q  
    c.]QIIdK  
    1. 扩展阅读 O6y:e #0z  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 :.g/=Q(T~  
    a8T9=KY^  
     开始视频 _)5E=  
    - 光路图介绍 75Z|meG~  
    - 参数运行介绍 A_@..hX(  
    - 参数优化介绍 cN&Ebn  
     其他测量系统示例： a.%ps:  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) rogy`mh\r2  
    Lf%3-P  
    @~hy'6/  
    QQ：2987619807     Lld45Bayb  
     
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