[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) ~+ kfb^<-  
zfrNM9C  
应用示例简述 n&l(aRoyx  
po\(O8#5U  
1. 系统说明 ZyM7)!+kPa  
9;7Gzr6A"  
 光源 brCXimG&jo  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) :6MV@{;PJ  
 元件 qxB|*P`  
— 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 U ,NGV0  
 探测器 a[Nm< qV05  
— 干涉条纹 A(_HMqA]  
 建模/设计 OxQ5P;O  
— 光线追迹：初始系统概览
|\2>
n!  
— 几何场追迹加(GFT+)： b)eoFc)lc  
 计算干涉条纹。 jB<B_"  
 分析对齐误差的影响。 Q5c3C&$6  
'ZJb`  
2. 系统说明 <?nz>vz  
STl8h}C  
H#i,Ve'  
3. 建模/设计结果 Z`_x|cU?J  
ku4Gc6f#gG  
4. 总结 qt
(4?_J  
=
r4sF!g  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +BeA4d8b  
Pbd[gKX_  
1. 仿真 A9lw^.  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 `dw">z,  
2. 计算 B}S+/V` Y5  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 uI$n7\G!  
3. 研究 Atb`Q'Yrw  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 xax[#Vl4  
SwsJ<Dq^z  
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。 _aYhW{wW  
0BNH~,0u  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 x <a}*8"  
~/X8Hy!-  
 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。 Nyt*mbd5 {  
^KdT,
^6T  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 v4Wq0>o  
#]dq^B~~  
2. 说明：光源 ber
&!9  
)w~1VcnJEp  
6fo\z2  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 '<3h8\"  
 因此，相干长度大于1m aGBd~y@e  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 FShUw+y  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 b}fC' h  
LtH j  
!uit  
T;5VNRgpI  
3. 说明：光源 rrR"2WuGO  
>;XtJJS  
}]H7uC!t  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 8!0fT}  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^,YTQ.O  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 (u^8=#  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 J90:c@O"w  
4. 说明：光学元件
^\g.iuE  
yKuZJXGVo  
qSlo)aP  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 *=O]^|]2  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 z{&Av  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 @Co6$<  
 透镜材料为N-BK7。 |$6Ten[B#  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 `*[\b9>  
)^BZ,e  
+pq) 7  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 .71ZeLv*  
2*^=)5Gj-h  
w_o+;B|I  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 4i.&geXA.  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] .?rs5[th*  
)5n0P Zi  
M*bsA/Z  
1) K<x  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] X31%T"  
6. 分光器的设置 +,,dsL  
:-#7j} R&  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 eI:x4K,#  
7. 合束器的设置 %TRJ  
IP$eJL[&D"  
4W|cIcU W  
 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。 /k?l%AH  
b:'8_jL  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 iDX<`)  
n|?sNM<J3  
 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)。 5x|$q
kI  
)X," NJG  
1. 结果：利用光线追迹分析 5FuV=Yuc  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 w)* H&8h@  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 jl}!UG  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 U\,N  
^V1\boo=  
Dq%}({+  
 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。 rXzq:  
 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。 Tc!n@!RA|  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 x^c,cV+*  
#tpz74O  
 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°。 yPT o,,ca=  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 A$7K5  
4. 对准误差的影响：元件平移 6T+ym9  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 r_+!3   
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ^t71${w##  
a!4p$pR  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wSCI?  
8@+<W%+th  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Yc?S<  
TD*AFR3Oz  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \2[tM/+Bs  
1c@
S[y  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 RTvOaZ  
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。 bC"h7$3  
pg!oi?Jn  
扩展阅读 ~|, "w90  
1. 扩展阅读 -IVWkA)7  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 @:
B}QxC  
 开始视频- 光路图介绍 A'uaR?  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 **z^aH?B2  
 其他测量系统示例： ^fsC]9NS  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)