[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)  SoY=
  
0# D4;v  
应用示例简述 ptXLWv`  
_[8BAm  
1. 系统说明 IGj%)_W  
<B*}W2\  
 光源 8lo /BGxS>  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) :66xrw  
 元件 G9.
+N~GZ.  
— 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 R!i9N'gGG(  
 探测器 #TLqo(/  
— 干涉条纹 ceDe!Iu  
 建模/设计  xA DjQ%B  
— 光线追迹：初始系统概览 aO9a G*9T  
— 几何场追迹加(GFT+)： 6@TGa%:G  
 计算干涉条纹。 85P7I=`*d  
 分析对齐误差的影响。 E4^zW_|xE  
g|r:+%,M  
2. 系统说明 }| BnG"8  
5Uc!;Gd?b  
Zs _Jn  
3. 建模/设计结果 `2S G{5o;  
ITa8*Myj  
4. 总结 K8{Ub  
FpjpsD~Qu  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 A+Nf](
[  
zK`z*\
 
1. 仿真 >1[Hk0 <x  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 XOQj?Q7)U  
2. 计算 /79_3;^  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 {O-,JCq/  
3. 研究 #!d@;=[\  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5`oVyxJ<  
pCOr{I\  
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。 Qo>VN`v  
9H~3&-8&  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 IKhpe5}  
6@`Y6>}$_  
 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。 k23*F0Dv  
Ur`Ri?
  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 5I,5da  
R9X*R3nB  
2. 说明：光源 iX0s4  
P!qU8AJkt  
<X}@afS  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 N>?R,XM V  
 因此，相干长度大于1m T&6W>VQ|[>  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 W)I)QinOH  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 uc@f#(-  
u(B0X=B  
{64od0:T  
9V*h:[6a(  
3. 说明：光源 ; ]GSV
v:  
3-4' x2   
F%!ZHE7  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 f5jxF"oGNo  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 H~1&hF"d  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 J_A+)_  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ^sxcBG  
4. 说明：光学元件 au'Zjj/Ai5  
#Aox$[|@  
VmM?KlC  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 !\.%^LK1  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 |) {)w`  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ]t-_.E )F  
 透镜材料为N-BK7。 zCxr]md  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 @Y":DHF5q  
zmk#gk2H  
Pl4$`Qw#y  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 /7Z;/|oU  
)0Av:
eF-+  
q~9Y&>D  
 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)。 Z6%Hhk[  
 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] [UN`~  
_MfXN$I?}  
SS;[{u!  
K@u\^6419  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] dx{ZG'@aH  
6. 分光器的设置 9$F '*{8  
Qzbelt@Wx  
 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 KTX;x2r  
7. 合束器的设置 >(Mu9ie*`  
t>[K:[0U  
;2X/)sxWz  
 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。 _:4n&1{.E  
D^1H(y2zp  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 tkrRdCq  
vCE1R]^A.]  
 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}"gUtiw  
n~xh %r;  
1. 结果：利用光线追迹分析 zx  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 z>HeM Mei  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 |/
B2Bm  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 -xi]~svg  
noz&4"S.{  
B 14Ziopww  
 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。 i6F`KF'i&  
 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。 z Qtg]@S  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 -' 7I|r  
p7y8/m\6  
 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°。 'LY.7cW  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 tm27J8wPzV  
4. 对准误差的影响：元件平移 =#qf0  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 qH(3Z^#.|  
 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。 H%c:f  
lc%2fVG-e  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 i^LLKx7M&  
0_7A <   
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 }r`m(z$z  
(9bFIvMc  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5[\m
wUA  
rap`[O|l=  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 zX+NhTTB  
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。
~5e)h_y  
mouLjT&p  
扩展阅读 OmO/x  
1. 扩展阅读 vMOI&_[\z  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #kD8U#  
 开始视频- 光路图介绍 FF]xwptrx  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 H4#|f
n  
 其他测量系统示例： S+LE ASOr  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)