[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) hTM[8 ~<^  
q~59F@  
应用示例简述 3 HIz9F(  
c= x,ijY "  
1. 系统说明 3`#6ACF  
jC3Vbm&ZZ  
 光源 ~\cO"(y5:O  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) g(Io/hyj  
 元件 W0C@9&pn6  
— 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 Ik[s  
 探测器 Ht-t1q  
— 干涉条纹 Qq@G\eRo  
 建模/设计 d~?X/sJ t  
— 光线追迹：初始系统概览 vNeCpf  
— 几何场追迹加(GFT+)： W?We6.%  
 计算干涉条纹。 cwuO[^S}  
 分析对齐误差的影响。 a3VM'  
3VUWX5K?  
2. 系统说明 #CnHf  
#!9S}b$  
&tZG @  
3. 建模/设计结果 oP2fX_v1x  
-\y-qHgb/  
4. 总结 R@*O!bD
 
; h`0ir4[A  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 R.s^o]vT  
2~*Ez!.3  
1. 仿真 k`{@pt.  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 S8l1"/?aHE  
2. 计算 AWjm~D-?  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 N,J9Wu ZJ\  
3. 研究 .p ls!  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ?hR7<02  
p:OPwD+  
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。 KYkS9_yF  
$v`afd y  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 teW6;O_  
z**hD2R!  
 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/`%Q2za4  
{i*2R^5  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Otz E:qe  
/R LI,.%  
2. 说明：光源 |T4kqW{  
tj*y)28
-  
`$604+G  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 &(a(W22O  
 因此，相干长度大于1m TS"D]Txs  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ;D.h65rr  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 %Td )0Lqp  
3:5DL!Sm8J  
`Ci4YDaz;k  
/_\#zC[  
3. 说明：光源 >|o_wO  
!>(RK"KWq]  
SMf+qiM-E  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 vZ#!uU^a:  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ,SScf98,j  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 +y#T?!jQYj  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 @cq`:_.[  
4. 说明：光学元件 9]>iSG^H  
46h@j
>/K  
AY SSa 1}  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 3I|3wQ&#(  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 k]rLjcB  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 .A1\J@b  
 透镜材料为N-BK7。 J.RAmU<  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 jAND7&W  
a45ss7  
gLL\F1|0x  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [WB{T3j  
?G08NR  
zQH]s?v  
 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)。 Sg] J7;]  
 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] 8V$3b?]  
~SjZk|  
-Y:ROoFOZ  
IC{F.2D  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] `!G7k  
6. 分光器的设置 vtMJ@!MN;  
WA)Ij(M8 p  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 g6sjc,`  
7. 合束器的设置 \m@Y WO?L  
l SkEuN  
4S L_-Hm.  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 |z^pL1Z]5  
(\dK4JJ  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 L|^o71t|  
~E=\t9r  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 3]n0 &MZAR  
>Jm"2U}lZW  
1. 结果：利用光线追迹分析 TRKgBK$,  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 '5};M)w  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 >WM3|
 
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 `y
cU-m==  
5@XV6  
*(*+`qZL{(  
 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。 \~X&o% y  
 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。 135vZ:S  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 j[P8  
oA~4p(  
 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°。 dALK0U  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 9.0WKcwg  
4. 对准误差的影响：元件平移 B50 [O!  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 el'j
&I  
 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。 xaL#MIR"u"  
7aQcP  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p\U*;'hv  
>;i\v7  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 <4zT;:NQ  
(L|}`  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 d.pp3D9/  
*\LyNL(  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 JfTfAq]  
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。 =w<VT%  
;aK.%-s-Z  
扩展阅读 VjTe4$ *  
1. 扩展阅读 abZdGnc  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Ko}2%4on  
 开始视频- 光路图介绍 u3Do~RyL[  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 y
L
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 其他测量系统示例： j??tmo  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)