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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) O. * 0;5  
    i5e10@Q{  
    应用示例简述 YI0 wr1N  
     X=)V<2WO  
    1. 系统说明 %|-N{>wKy  
     ]2AOW}=  
    光源 ipSMmpB  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ptCF))Zm'  
     元件 8lyIL^  
    — 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 )%(ZFn}  
     探测器 }Fe~XO`  
    — 干涉条纹 wh:;G`6S  
     建模/设计 i VSNara  
    — 光线追迹：初始系统概览 N ,~O+  
    — 几何场追迹加(GFT+)： [,=?e  
     计算干涉条纹。 )V1XL   
     分析对齐误差的影响。  s*u A3}j  
     >M<3!?fW)  
    2. 系统说明 5P,&VB8L  
     4_#$k{  
    参考光路 g"-j/ c   
    ~f<'] zXv  
    3. 建模/设计结果 ?t/qaUXN  
    oo'9ZE/%  
     3.&BhLT  
    4. 总结 "x,lL  
     pc`P;Eui  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 -E-#@s  
     H%_^Gy8f  
    1. 仿真 g~U( w  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 [gW eD  
    2. 计算 oz!)x\m*H  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +gl\l?>sr  
    3. 研究 k!c7eP"%8^  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 w{ja*F6  
    K+3-XhG  
    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。 pW]j.JM  
     KzHN|8 $o  
    应用示例详细内容 EC?5GNGT,  
    系统参数 '6N)sqTR  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 -]3K#M)s  
     {vu\qXmMv  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 Fa("Gok[  
    2Kxb(q"  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 \/Y(m4<P  
     1*O|[W  
    2. 说明：光源 _}[ Du/c  
     `d <`>  
    W;u.@I&  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 (-C)A-Uo&  
     因此，相干长度大于1m VDxm|7  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 aCZ0-X?c  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 u]ms~rO  
    K^WDA])  
    {"o9pIh{~  
     _zj^k$ j  
    3. 说明：光源 r8:r}Qj2w[  
    Zkp~qx  
    E '6>3n  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Nl\`xl6y]  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Vgm*5a6t  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 OVLVsNg  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     /&gg].&2?  
    4. 说明：光学元件 rm-d),Zt  
    /^=1]+_!  
    IMM;LC%rD9  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ,_V V;P  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 #:6-O  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 3kxo1eb  
     透镜材料为N-BK7。 Ip8ml0oG  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 s&7 3g0$$  
     !2t7s96  
    n Bm ]?  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 n/9afIN  
     -Y_, .'ex  
    BA\aVhmx  
     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)。 }geb959  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 u^MKqI  
    #Y5k/NPg  
    6. 分光器的设置 N[Z`tk?-  
    s^u  Y   
    ::Zo` vP  
    ~[CFs'`(2  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 7xnj\9$m  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 5=o^/Vkc  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 M5#wz0  
    9evr!=":  
    7. 合束器的设置 ZthT('"a  
    ^50dF:V(1  
    vr;`h/  
    Lu#qo^  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 CX]1I|T5  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ?L<B]!9HZt  
    NK|UeL7ght  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ox-m)z `7  
    G+dq */  
    ]p!{   
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 LS~at.3zX  
    应用示例详细内容 ]\*^G@HA2  
    仿真&结果 Z6I|Y5#H  
    uj.i(U s  
    1. 结果：利用光线追迹分析 v3r3$(Hr  
    @^| [J _4  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 UhH#> 2r_  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    um,f!ho-U  
    Lt*P&  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 aAjl 58  
    D:T]$<=9  
    J,}h{-Xy`  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 +a5F:3$  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 h'*v$lt  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    w/|&N>ZOx  
    zYzV!s2^  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 'AA9F$Dz  
    "3RFy i  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 B=0^Rysg  
     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°。 Fi``l )Tt  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 W3le)&  
     [ <X%  
    4. 对准误差的影响：元件平移 GLsa]}m,9  
    X%yG{\6:  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 !|[rh,e]  
     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。 ](Fey0@  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 a7g;8t-&   
    >~o- 6g  
    ! I:N<  
    5. 总结 zsp%Cz7T  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /p !A:8  
    PYCN3s#Gi  
    4. 仿真 =F+v+zP7P  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 NWf=mrS8@$  
    c_>Gl8J  
    5. 计算 i.mv`u Dm  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Yc[umn^K  
    wtS*-;W  
    6. 研究 u`'" =Y_E  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 b1C)@gl!Z  
    SA TX_  
    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。 B%tF|KKj  
    w9'>&W8T  
    扩展阅读 OHndZ$'fI  
    +4 k=Y  
    1. 扩展阅读 ep6+YK:cn  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 L$5,RUy  
    pwFdfp  
     开始视频 {w2] Is2F  
    - 光路图介绍 WFF?VBT'^  
    - 参数运行介绍 COw"6czX/  
    - 参数优化介绍 zM0}(5$m  
     其他测量系统示例： |0[Buh[_:c  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ${T/b(NM  
    h4]^~stI  
    =+iY<~8  
    QQ：2987619807     IAO5li3  
     
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