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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) (NFrZ0  
    -OJ<Lf+"=  
    应用示例简述 &fB=&jc*j  
    `C: 7 N=9  
    1. 系统说明 YtvDayR>  
    X:s~w#>R  
    光源 OD~Q|I(j  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Yd4X*Ua  
     元件 0+iRgnd9?  
    — 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 "mBM<rEn*  
     探测器 fCUx93,>z  
    — 干涉条纹 wY ItG"+6  
     建模/设计 q<3La(^/  
    光线追迹:初始系统概览 P0m9($JBD  
    — 几何场追迹加(GFT+): S~:uOm2t\  
     计算干涉条纹。 WS[Z[O  
     分析对齐误差的影响。 X8m-5(uW  
    [4#HuO@h  
    2. 系统说明 &UH0Tw4   
    me2vR#  
    参考光路 @@*x/"GJG  
    1_{e*=/y  
    3. 建模/设计结果 1,=:an  
    b/[X8w'VP  
    p+~Imf-Jk  
    4. 总结 T`@brL  
    1P"7.{  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 MuWZf2C  
    J\+fkN<.  
    1. 仿真 ;O)*!yA(GG  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 yL asoh  
    2. 计算 >8{w0hh;  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 JfkEJk<  
    3. 研究 YZfi-35@g  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 4RDY_HgF6  
    \\ItN  
    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。 KgM|:'  
    ZgEV-.>P  
    应用示例详细内容 @ ,oc%m  
    系统参数 wowf 1j-  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 `scW.Vem  
    sT1k]duT  
     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。 $s=` {vv  
    nmn/4>  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 [nHN@ p|  
    yg8= G vO  
    2. 说明:光源 u\ 7Y_`8  
    1v:Ql\^cT  
    TI8\qIW  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 ;5;>f)diS  
     因此,相干长度大于1m c[2ikI,n[  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 |e!Y C iU  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 (&79}IEd  
    _YlyS )#@  
    g~-IT&O  
    e=h-}XRC  
    3. 说明:光源 *J^FV^E``  
    qQ]fM$!  
    =U~53Tg  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 #@-dT,t  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 r{?qvl!q  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 tH; 6 Mp;f  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    Hc8^w6S1@  
    4. 说明:光学元件 JtSwbdN  
    x(sKkm`Q  
    yz0#0YG7  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 %cDGs^lgA  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ;\}d QsX  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 E8PwA.  
     透镜材料为N-BK7。 lFf>z}eLy  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 au19Q*r9  
    `0%;Gz%}  
    ';\norx;  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 %x,HQNRDU  
    g:~q&b[q6  
    c]1AM)xo  
     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)。 dY. X/f  
     由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 2V;{@k  
    P=}dR&gk'  
    6. 分光器的设置 NApy(e 5%  
    ,)U%6=o#}  
    U.Vn|s(`z  
    VDv.N@ ) 7  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 \c{sG\ >  
     出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 O0rvr$.  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 _~tF2`,Y_p  
    kz}Bc F  
    7. 合束器的设置 -4Dz9 8du  
    8 [,R4@  
    R f)|p;  
    ^PE|BCs  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Tt{X(I} J  
     为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 ;2`t0#J$]  
    ^-Arfm%dn  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 <]z4;~/&  
    wAu]U6!  
    R-W.$-rF  
     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)。 A>Qu`%g*  
    应用示例详细内容 :{S@KsPqE  
    仿真&结果 @6|0H`kv  
    )@U~Li/+  
    1. 结果:利用光线追迹分析 6NyUGGRq  
    +>eX1WoTy  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 E}%Pwr  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ^h=gaNL  
    'S74Ys=-0  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 fUis_?!  
    Zw4%L?   
    K&{ _s  
     现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 $L|+Z>x  
     由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 jC:D>  
     因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    ldU ><xc2  
    3HR)H-@6@7  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 Fsq)co  
    opn6 C )  
     元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 QA~F  
     因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 u f<%!=e  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 v`'Iew }  
    QCDica `+*  
    4. 对准误差的影响:元件平移 Je"XIhBr  
    Ap"%%D^{:  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 *j<#5=l  
     现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 9' H\-  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 vKPLh   
    &'DR`e O)  
    :.BjJ2[S  
    5. 总结 Zs0;92WL  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 RxV " ,  
    /18fpH|  
    4. 仿真 &{wRBl#  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 \%]lsml  
    .!2 u#A  
    5. 计算 I:al[V2g  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 o9M r7  
     -y_q  
    6. 研究 wr:-n  
    不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 {fEb>  
    .W;cz8te  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。  N`X|z  
    &>Y.$eW_  
    扩展阅读 &0ymAf5R  
     cFjD*r-  
    1. 扩展阅读 ^*y 1Fn0  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 |Q%nnN  
    ?hp,h3s;n$  
     开始视频 cj2^wmkB  
    - 光路图介绍 1B 0[dK2N  
    - 参数运行介绍 =kOo(  
    - 参数优化介绍 !w!k0z]  
     其他测量系统示例: FSkX95  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ns/*WH&[x  
    `4Z:qh+fJ  
    0;w 4WJJ  
    QQ:2987619807
    l8%BRG  
     
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