[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) mT*{-n_Zs  
_L.n,  
应用示例简述 UFn8kBk  
K,xW6DiH  
1. 系统说明 P`1EPF  
k /EDc533d  
 光源 \'?#i@O  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ^a9 oKI9n  
 元件 oCi ~P}r  
— 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 gd@p|PsS^  
 探测器 [IM%b~j(^  
— 干涉条纹 L$v^afP?  
 建模/设计 Q}2[hB  
— 光线追迹：初始系统概览 JbQZ!+  
— 几何场追迹加(GFT+)： }ublR&zlp
 
 计算干涉条纹。 cX2^wu  
 分析对齐误差的影响。 KT*:F(4`  
}ZZ5].-a<D  
2. 系统说明 `kN#4p  
w5~i^x  
= Rc"^oS  
3. 建模/设计结果 NSLVD[
yT  
_94s(~g:  
4. 总结 Z&yaSB  
sJr5t?  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {gy+3  
T>]sQPg  
1. 仿真 ,qFA\cO*  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 f!GHEhQ9  
2. 计算 J0<p4%Cf  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 jPu5nwvUV>  
3. 研究 :pKG\A  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 @6xGJ,s  
')PVGV(D+  
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。 (7q^FtjA#  
M?6;|-HH  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 qJs[i>P[W  
I^0t2[M  
 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。 Uxl(96  
Z(!pYhLq  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 8cr NOZS6  
4Z%Y"PL(K  
2. 说明：光源 T[Q"}&bB  
b&t[S[P.V  
f~gS
J<t4  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 |+EKF.K  
 因此，相干长度大于1m V2`;4dX*2  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 I"Q<n[g0'  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 6Dzs?P  
C!UEXj`l9  
LcUlc)YH5  
{OxWcK\2@h  
3. 说明：光源 23E0~O  
H@!#;w  
(:}<xxl  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Va9q`X
byO  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #MM&BC  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4]BJ0+|mT  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 qC j*>D  
4. 说明：光学元件 I6w/0,azC  
zA{8C];~  
|zMqJ.qu  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 /?3:X*  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 q) _r3   
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 swZpWC  
 透镜材料为N-BK7。 i:k-"  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 c^-YcGwa  
i_Ar<9a~  
=J.EH|  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 <9 },M  
8eww7k^R  
,P{HE8.  
 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)。 V4?Oc2mS  
 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] (5(fd.m+_  
C={mi#G[/  
C"No5r'K3  
Y(z}[`2  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] `@\^m_!}  
6. 分光器的设置 2?1}ZXr  
'
^1
o/C  
 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 OX)BP.h#  
7. 合束器的设置 ((9YG  
51/sTx<Z}  
?z"YC&Tp  
 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。 U$09p;~$Ww  
\*9Ua/H  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 4 m$sJ  
"i''Ui\H  
 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)。 k!c7a\">{  
#fzw WP  
1. 结果：利用光线追迹分析 &:#A+4&  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 u2,H ]-  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 TMtI^mkB:  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 5%qH7[dx  
%%x0w^  
UGf6i"F  
 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。 L`pY27|  
 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。 J;HkTT  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 3 9yz~  
g`.{K"N>!  
 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°。 Bpas[2gYC  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 :'ihE\j  
4. 对准误差的影响：元件平移 T8mY#^sW_  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 /[L)tj7B  
 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。 "<T ~jk"u  
k?n]ZNlT  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U>1b9G"_  
%U:C|  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 M0L-u  
[nC4/V+-  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 *CT.G'bQX  
)ZeLaaP  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $BaK'7=3*  
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。 fYs?D+U;PF  
_4Ii5CNNU  
扩展阅读 e+x*psQ  
1. 扩展阅读 c-|kv[
\a  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 6w@,I;  
 开始视频- 光路图介绍 >z5Oy  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 h\2}875  
 其他测量系统示例： oM2|]ew)  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)