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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) mb\T)rj  
    j=0kxvp  
    应用示例简述 &CG94  
     t[|oSF#i  
    1. 系统说明 )vtbA=RH?  
     3D|Lb]=  
    光源 Gs: g  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) )~'UJPK  
     元件 %['NPs%B  
    — 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 a"(Ws]K  
     探测器 1g;2e##)  
    — 干涉条纹 F/v.hP_  
     建模/设计 5_^d3LOT0x  
    — 光线追迹：初始系统概览 ,EQ0""G!  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 8lk/*/} =<  
     计算干涉条纹。 rz|T2K  
     分析对齐误差的影响。 d?oXz|;H(  
     pSx5ume95"  
    2. 系统说明 `_J&*Kk5  
     gwaSgV$z  
    参考光路 1j2U,_-  
    .][yH[ F  
    3. 建模/设计结果 S^s-md>  
    !}=eXDn;A_  
    <"Y>|X  
    4. 总结 dsIbr"m  
     MTYV~S4/  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ` nX, x-UM  
     iwnGWGcuS  
    1. 仿真 XfcYcN  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 H{cOkuy  
    2. 计算 'iMzp]V;  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ! fk W;|  
    3. 研究 zC*FeqFL<  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 x8lBpr  
    u6C_*i{2  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 *zRig|k!H  
     RFw0u 0Nrz  
    应用示例详细内容 @3n!5XM{EE  
    系统参数 N[@~q~v  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 DY`0 `T  
     5bb#{?2i  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 / `cy4<  
    6jpzyf=~  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 P$'PB*5d|  
     :[a*I6/^  
    2. 说明：光源 g9C-!X-<T  
     s(_z1  
    C b'|  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 wPU5L*/*i  
     因此，相干长度大于1m Rd8mn'A  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。  W2` 3 p  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ]MCH]/  
    wPI!i K@Ro  
    t %u0=V  
     tDETRjTA  
    3. 说明：光源 2dz)rjd O,  
    i~x]!!  
    @+;.W>^h  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 jP+{2)z"W  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Gd!_9S`68  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 dpz@T>MS=  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     B}qG-}(V  
    4. 说明：光学元件 ~{DJ,(N"n  
    e# Y{YtE  
    7 \xCNOKh  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Q'U!  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 N-N]BS6  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 KyIUz9$  
     透镜材料为N-BK7。 mBIksts5h  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 USART}Us4  
     ~xzr8 P  
    ;(mNjxA  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 &CRgi488b  
     }#g]qK  
    bV:<%l]  
     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)。 e R[B0;c  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [<r.M<3  
    2KO`+  
    6. 分光器的设置 x7B;\D#`i/  
    j hRr!  
    ['>ZC3?"h  
    ^coCsV^CW"  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 NJJ=ch  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 zw'%n+5m  
     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 = y^5PjN  
    3LyNi$`f  
    7. 合束器的设置 BN&)5M?Xt6  
    &qY]W=9uK  
    7r:&%?2:g  
    RKzO$T  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 _{):w~zi  
     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。 7Z9'Y?[m  
    d&G]k!|\  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 z\FBN=54z  
    _KloX{a  
    Qu<6X@+5  
     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)。 O\uIIuy  
    应用示例详细内容 l4mRNYv)z  
    仿真&结果 E el*P M  
    +*W lj8  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ;4dFL\KU  
    f5M;q;  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 &b>&XMIK  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ,^n&Q'p3  
    @}PXBU   
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 !m))Yp-"H  
    Px-VRANZt  
    &kvmLOI  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ]}Ys4(}  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 #Rfc p!  
     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。
    iM7 ^  
    t+d7{&B  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 2aR9vmR  
    \ ^pc"?Rc  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 U<F|A!Fg  
     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°。 [< g9jX5  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 @x*xgf  
    3H<%\SYp  
    4. 对准误差的影响：元件平移 gT+wn-3  
    i@D4bd9lR  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 oR8'^G0<  
     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。 ->OVNmCB`+  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 EF$ASNh"  
    >Mh\jt\  
    `e;r$Vpd_  
    5. 总结 t%e<]2-8  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %H{;wVjK  
    du'`&{_/  
    4. 仿真 .* `]x  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 'Qg!ww7O  
    -B/'ArOo]  
    5. 计算 IDf\! QGx  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )RTWt`  
    |RD )pvVM  
    6. 研究 `<~=6H  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9fs-|E[5  
    2[=3-1c  
    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。 !#%>,X#+  
    / ~".GZ&29  
    扩展阅读 dPpJDY0  
    A4rMJ+!5  
    1. 扩展阅读 yFeFI@Hp 3  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 T(Yp90'6  
    0#=xUk#LP`  
     开始视频 R|$b\3  
    - 光路图介绍 }:0ru_F)(4  
    - 参数运行介绍 vm;%713#1  
    - 参数优化介绍 }=\?]9`  
     其他测量系统示例： | @ ut/  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) >l%8d'=Jl  
    WcT= 5G  
    C+M]"{Y+  
    QQ：2987619807     JvvN>bg  
     
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