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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) iW # |N^  
    O_kBAC-|R(  
    应用示例简述 ]"2;x  
    \Xr Sn_p-  
    1. 系统说明 jgW-&nK!  
    uSl&d  
    光源 fVXZfq6  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) @5rl;C  
     元件 o^!_S5zKe.  
    — 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 RZgklEU  
     探测器 @X?7a]+;8  
    — 干涉条纹 KqD]GS#(  
     建模/设计 j+9;Cp]NV  
    光线追迹:初始系统概览 S /kM#  
    — 几何场追迹加(GFT+): ]+ KN9  
     计算干涉条纹。 S#^2k!(|G  
     分析对齐误差的影响。 hn -!W;j  
    <0w"$.K#3  
    2. 系统说明 +}.~"  
    ,'nd~{pX"(  
    参考光路  l:i&l?>_  
    J_|LG rt})  
    3. 建模/设计结果 n`Y"b&  
    ?^Q8#Y^M  
    V4 `  
    4. 总结 `k.Tfdu)K  
    ]VkM)< +  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 J\@W+/#dF  
    'e(]woe  
    1. 仿真 X"k:+  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 6/5Xy69:h  
    2. 计算 3OlXi9>3  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 w wuM!Z+  
    3. 研究 0aRHXc2<  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 @7? O#WmL  
    fFNs cY<4w  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 \}n\cUy-  
    ++=f7y u  
    应用示例详细内容 RDSkFK( D  
    系统参数 "M !]t,?S  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 mp:xR^5c  
    QhJuH_f 0  
     通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ]wZlJK`K  
    z|$M,?r'  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 m4r<=o  
    TFAd  
    2. 说明:光源 tgVMgu  
    LsI8T uv  
    nf0]<x2  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 N*`qsv 0  
     因此,相干长度大于1m (k^o[HF  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 N;q)r  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 Tfz _h~D  
    11((b  
    ogvB{R  
    qI%X/'  
    3. 说明:光源 A`:a T{j  
    I !J'  
    rk-GQ#SKU  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 sW,JnR  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 W>j@E|m$  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 mz|p=[lR|  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    KjNA PfL  
    4. 说明:光学元件 4Jf9N'  
    G`Df'Yy  
    |Zk2]eUO+  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 nCS" l5  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 3`TD>6rs  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 < 2SWfH1>  
     透镜材料为N-BK7。 %X BMi ~  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 dSI<s^n  
    ;O7Vl5R  
    eBWgAf.k  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ]Zz.n5c  
    ,rS?^"h9  
    x']Fe7nv  
     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 1`TQA  
     由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 b+CJRB1  
    v&qL r+_7  
    6. 分光器的设置  :Y Ki  
    S J2l6  
    ?2%;VKN4  
    RcC5_@W  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 i IM\_<?  
     出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 v1rTl5H  
     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 L|L;<  
    E)`:sSd9  
    7. 合束器的设置 5P{[8PZxbV  
    ?C`r3  
    5ZX  
    v5F+@ug  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 6f:uAFwG  
     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。 L54]l^ls>  
    !nsx!M  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 <aLS4  
    $XI.`L *g  
    [MuZ^'dR  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 >xXC=z+g]  
    应用示例详细内容 \n`/?\r.z  
    仿真&结果 !QpOrg  
    r )HZaq  
    1. 结果:利用光线追迹分析 9a]{|M9  
    O7CW#F  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 THlQifA!  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    J5(^VKj  
    f92z/5%V  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 {_mVfFG  
    '55G:r39  
    ]q~bi<E9W  
     现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 P{x6e/  
     由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Z5 p [*LMO  
     因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
     T  5F)  
    ('{aOiSH  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 Sn0kJIb }  
    K9-9 c"cz  
     元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 ;80^ GDk~S  
     因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 \1SC:gN*#  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 VEpcCK  
    <DP8a<{{  
    4. 对准误差的影响:元件平移 zn>+ \  
    9a @rsyX  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 2]<.m]  
     现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 :}yT?LIyP  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Ta[\BWR2  
    Se_]=>WI  
    J?dLI_{ <  
    5. 总结 e=l:!E10  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +TyN;e   
    aL_/2/@X8  
    4. 仿真 ?% [~J  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 jo^c>ur  
    LP=y$B  
    5. 计算 *`rfD*  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 , /%'""`w  
    3@qv[yOE  
    6. 研究 m^0vux  
    不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 %ioVNbrR7  
    lKB9n}P  
    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。 >[Wjzg  
    uorX;yekC  
    扩展阅读 }W'4(V;:  
    ]'"Sa<->  
    1. 扩展阅读 s[sv4hq  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 h=0a9vIXF  
    A .Wf6o  
     开始视频 !\<a2>4$T  
    - 光路图介绍 XPU>} 4{  
    - 参数运行介绍 ,:e~aG,B  
    - 参数优化介绍 swxX3GR  
     其他测量系统示例: ;Y[D#Ja-  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) m$_b\^we  
    OxYAM,F  
    DnFzCJ  
    QQ:2987619807
    /IG{j}  
     
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