[技术]使用相干光模拟马赫泽德干涉仪 [复制链接]

测量系统(MSY.0001 v1.1) qY*
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i"2J5LLv  
应用示例简述 V{a}#J  
z<3}TD  
1. 系统说明 Kd AR)EU>  
=DmPPl{  
 光源 /Gh x2B  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) EA%#/n  
 元件 6I5[^fv45G  
— 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 l"~h1xk~  
 探测器 ur~Tql  
— 干涉条纹 n##w[7B*  
 建模/设计 +Zty}fe  
— 光线追迹：初始系统概览 <.?^LT  
— 几何场追迹加(GFT+)： 
H$=h-  
 计算干涉条纹。 b3y,4ke"  
 分析对齐误差的影响。
dZ;~b(CA  
b6?Xo/lJ.  
2. 系统说明 {
3F}Slb  
SzgY2+Qq  
G}9bCr,  
3. 建模/设计结果 .H[Lo>  
|aOnV,}  
4. 总结 q6m87O9  
iBPdCp%]`  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Q%AS;(d  
p[k9C$@e}  
1. 仿真 rt\<nwc  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 nfd?@34"A2  
2. 计算 u}@%70A  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Li<266#A!  
3. 研究 dTU.XgX)1^  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Fm[?@Z&wP  
S*DBY~pZy  
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。 l66ipgw_^I  
40l#'< y;  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 yrK--C8  
Ik@Q@ T"  
 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。 6&xW9' 6b:  
Jj^<:t5{rN  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 5sV/N] !  
_ /28Cw  
2. 说明：光源 T$8$9D_u  
o`y*yucHI  
+D{*L0$D"  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 M@LaD 5  
 因此，相干长度大于1m '\E*W!R.]  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 [0,q7d?"  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 #*;fQ&p  
`$x#_-Hn  
o4I!VK(C#s  
;HLMU36q  
3. 说明：光源 uK&wS#uY  
A](}"Pi!n  
efAahH  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 L!}j3(I  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 li'1RKr  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 da86Jj=k  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 2O)Kn q
  
4. 说明：光学元件 51(`wo>LS  
^>R|R1&  
[XU{)l  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 F*jjcUk  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 eJ)KE5%n#  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 "j@IRuH  
 透镜材料为N-BK7。 .Mft+,"  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Z_4H2HseL  
Go+,jT-  
$^+K
R]\q  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 i\R\bv[9  
D(ntVR  
63dtO{:4  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 yW=hnV{  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] 6_}){ZR  
~aq?Kk  
ujHzG}
2z  
)+{omQ7v  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ; dHOH\,:  
6. 分光器的设置 "E[*rnsLN  
2,QApW_Y  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 {4jSj0W  
7. 合束器的设置 @f01xh=8  
0~L8yMM  
ppo$&W &z  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 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。 A5H8+gATK  
.1q~,}t
oX  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 bFdg'_  
Gqz)='  
 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)。 T7Qd I[K%b  
ghd[G}  
1. 结果：利用光线追迹分析 .$}zw|,q  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 g<0%-p  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Q_h+r!b  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 2i'-lM=  
VqT[ca\  
$A0]v!P~i-  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 |q b92|?  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 ^>}[[:(6/  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^|12~d_.T  
{.8)gVBmA  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 uC ;PP=z  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 8i$`oMv[y  
4. 对准误差的影响：元件平移 ~=gH7V  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 0lq4  
 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。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 aZ0iwMK  
n{NgtH\V  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 TZ_'nB~  
mztq7[&-  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 >l*9DaZ  
[*E.G~IS`  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +uXnFf d^  
.Eyk?"^  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 C^v-&*v  
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。 `fh_8%m]*  
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扩展阅读 mP+yjRw  
1. 扩展阅读 90k|u'ikOp  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 siZ_JJW  
 开始视频- 光路图介绍 #EK8Qe_  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 >V=@[B(0  
 其他测量系统示例： }n8;A;axi  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)