[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) jQ-2SA O  
!y$+RA7\  
应用示例简述 #E_
<}o  

C8} ;,  
1. 系统说明 fC$@m_-KD  
Lw<.QMN%f  
 光源 va0}?fy.O%  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ?Q"1zcX  
 元件 gE8>o:6)6:  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 Nc?'},  
 探测器 f#gV>.P;h\  
— 干涉条纹 y'O<*~C(X  
 建模/设计 @\a~5CLN  
— 光线追迹：初始系统概览 nt%p@e!,  
— 几何场追迹加(GFT+)： *dsI>4%m  
 计算干涉条纹。 "h8fTB\7S\  
 分析对齐误差的影响。 &+yoPF  
|ZOdfr4uW  
2. 系统说明 Au:R]7   
aF>&X-2  
F#.ph?W  
3. 建模/设计结果 8uA!Vrp3  
}eveNPB{5  
4. 总结 e-b>  
'c3'eJ0  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8fPTxvXqL  
bc>&Qj2Z7c  
1. 仿真 q)J5tBfJ  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 4b6)+*[O  
2. 计算 8O[l[5u&  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 A,3qjd,$ c  
3. 研究 n+k,:O5  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 2HF`}H)H  
WADEDl&,'  
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。 )c532 y  
Fqh./@o  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 e&!8UYP  
)UyJ.!Fly  
 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。 dqO]2d  
{uJ"%  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ty7)j]b"zl  
l+X
\>,  
2. 说明：光源 s^Xs*T@~h  
Z$zX%w  
r`<x@,  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 +[4y)y`  
 因此，相干长度大于1m xC}'"``s  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 U}
w@,6  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 wc&D[M]-/  
{SD%{  
,Z}ST|$u  
r|i)  
3. 说明：光源 ^66OzT8A  
*kcc]*6@s  
N>1d]DrQR  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 pgZQ>%  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 &>QxL d#  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 !YZKa-  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 *zW]IQ'A  
4. 说明：光学元件 5u3KL A  
{dn:1IcN  
{JF"PAS7  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 9vSKIq  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ,s2C)bb-  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 +;M 5Sp  
 透镜材料为N-BK7。 1GB
]Yi[>  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ]Tg@wMgI  
bm4Bq>*=U  
T8x8TN"  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Wu(^k25  
=E^/gc%X  
gQJLqs"F  
 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)。 CF@*ki3X  
 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] owb+,Gk(  
yrl7  
w0vsdM;G  
:"H?phk  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] '2|P-/jU  
6. 分光器的设置 _6'@#DN  
#;?/fZjY  
 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 ,KU%"{6  
7. 合束器的设置 gsl_aW!  
AjoIL  
1&<o3)L:  
 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。 .yFO] r1aL  
\fuz`fK:  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 lnm@DWhf  
lP*=4Jh  
 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)。 `l/nAKg?W  
NJVkn~<  
1. 结果：利用光线追迹分析 J9DI(`  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 -Dy
<B  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 _`p^B%[  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 p .P#S  

} #L_R  
3la`S$c  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 d|9]E&;,  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 'J5F+,\Ka  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 j+{cc: h"X  
-Fu,oEj{*  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 x$D^Bh,  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 noEl+5uY  
4. 对准误差的影响：元件平移 $#2<f 6  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 /e^) *r  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 vqO#Z  
~I%164B+/  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 r;* |^>  
:@ VCKq!  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 E)f9`][  
\ym^~ Q|  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 n;$u%2t2  
( ^@i(XQ  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 WVKAA.  
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。 ?%Tx% dB  
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YA>Q&  
扩展阅读 %*wEzvt*  
1. 扩展阅读 w/rJj*  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 }#%YeCA?  
 开始视频- 光路图介绍 \=mLL|a  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 vw(ecs^C  
 其他测量系统示例： jm@M"b'{  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)