[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) NNF"si\FE  
}b1FB<e]  
应用示例简述 +i!5<nn  
-?-XO<I  
1. 系统说明 ~\mh\a&  
a3>/B$pE  
 光源 6q\*{_CPB  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ov,|`FdU^T  
 元件 4SZ,X^]I>  
— 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 Bl*}*S
PU  
 探测器 $8)XN-%(  
— 干涉条纹 X3\PVsH$K  
 建模/设计 "~5cz0 H3v  
— 光线追迹：初始系统概览 H.m]Dm,z  
— 几何场追迹加(GFT+)： H; NV?CD  
 计算干涉条纹。 R7/S SuG6\  
 分析对齐误差的影响。 ? Bpnnwx  
Vw1>d+<~-)  
2. 系统说明 n&njSj/  
O|V0W
iY<  
_Xt/U>N  
3. 建模/设计结果 `UTPX'Vz  
&h0LWPl  
4. 总结 b)<
WC$"  
N<9 c/V  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 l!f_ +lv  
+Yc^w5 !(  
1. 仿真 /[<F f  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 v-tI`Qpb  
2. 计算 SO=gG 2E  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 -67Z!N  
3. 研究 =I`S7oF  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 |n/;x$Cb  
8f9wUPr  
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。 #NW+t|E  
,*J@ic7"  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 F:!6B bC  
Z*m^K%qJ  
 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。 
Z 2N6r6  
F qH))2  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Z)s !p  
}PBme'kP  
2. 说明：光源 d}\]!x3t  
uu.X>agg  
l8FJ\5'M  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ]E-/}Ysz  
 因此，相干长度大于1m eUcbe33  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 "V' r}>  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 '#7k9\  
ga;nM#/  
9\4x<*  
-D~K9u]U_  
3. 说明：光源 E7L>5z  
:1A:g^n  
1 pVw,}  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 c["1t1G  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 !|Q&4NS  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 :}e<
  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 NftnbsTmy  
4. 说明：光学元件 ?>
;aD  
\}$|Uo$O  
FBXktSg  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 z}[u~P,  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 #kv9$  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 dHDtY$/_  
 透镜材料为N-BK7。 :qdyCsn2  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 d_25]B(  
$VmV>NZ  
j2D!=PK;  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 \6wltTW]#  
05 6K)E  
KR( apO  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 @} r*KF-  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] h>`[p
,o  
*|y'%y  
P8YnKyI,.  
hl:Ba2_E +  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ^aB;Oo  
6. 分光器的设置 gX{j$]^6G8  
2H`r:x<Z-  
 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 { 4j<X5V  
7. 合束器的设置 ?Z{/0X)]|  
c,r6+oX  
c +]r  
 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。 R|RGoGE6g  
E:9RskI  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 TgcCR:eL=  
_/:--Z  
 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)。 D+!T5)>(  
<sC(a7i1  
1. 结果：利用光线追迹分析 dzIBdth  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 OAkqPG&w  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 \Q#pu;Y*N]  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ~aotV1
"D  
XO;_F"H=  
{Vu
=qNx  
 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。 \*MZ1Q*x  
 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。 YHN6/k7H  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 (hwzA *(c  
vVBWhY]  
 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°。 c^_+<C-F  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 q,sO<1wAT\  
4. 对准误差的影响：元件平移 A5R"|<UPR  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 #sU>L=  
 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。 :tV"uWZFU  
NkUY_rKPb  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 eV_",W  
d*u3]&?x&f  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 n'ZPB  
%{ U (y#  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 A6KP(@   
#IppjaPl8  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 CM~x1f*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。 Ne9VRM P  
MZ)lNU l  
扩展阅读  \&d1bq  
1. 扩展阅读 iw.F8[})  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 :2 \NG}  
 开始视频- 光路图介绍 *vNAm(\N  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 GB+$ed5@<  
 其他测量系统示例： c CjN8<  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)