[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) k.0pPl  
64!V8&Ay  
应用示例简述 E}w<-]8  
7w"YCRKh  
1. 系统说明 h9{'w  
In4T`c?kQ  
 光源 Z$@XMq!  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) M7lMOG(\  
 元件 hmd,g>J:<  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 jdDcmR  
 探测器 HYk*;mD  
— 干涉条纹 p&\x*~6u  
 建模/设计 ~oBSf+N  
— 光线追迹：初始系统概览 7<ES&ls_  
— 几何场追迹加(GFT+)： ].w$b)G  
 计算干涉条纹。 Y|i!\Ae  
 分析对齐误差的影响。 ;,&1  
=mk7'A>l  
2. 系统说明 `Tf<w+H  
WxLILh  
IF*k
Ll?  
3. 建模/设计结果 1z(y>`ZBq  
WS0RvBvb  
4. 总结 eVWnD,'  
D9&FCCiUE  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .es= w=  
93y.u<,2;  
1. 仿真 iyhB;s5Rgw  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 B6Tn8@O  
2. 计算 "|"bo5M:   
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #/1,Cv yj  
3. 研究 %lPFq-  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 vi>V6IC4v  
qx/GioPU  
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。 F3a"SKMW  
[OsW  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 sOW-GWSE<  
/$x6//0If  
 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。 c>3W1"  
}g _#.>D+  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Efw/bTEg  
an<tupi[E  
2. 说明：光源 Kc\0-3 Z  
EY!aiH6P  
GL1!Z3  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 n/UyMO3=  
 因此，相干长度大于1m 5,qfr!hN,  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Fk 1M5Dm  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 *-Y
|qS%  
4oOe  
hD l+  
$0K9OF9$
 
3. 说明：光源 :h3 Gk;u  
Md[nlz  
-]PW\}w1  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 f.'o4HSj  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 $
X-,6*  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 G#CWl),=  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 W~Mj6c~S"  
4. 说明：光学元件 qx53,^2  
ScfW;  
"$:nz}  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 mrd(\&EhA  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 R{6.O+j`  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 8N8B${X  
 透镜材料为N-BK7。 $K8ZxH1z@  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 #ZGWU_l}  
;Fuxj
!gF  
sbNCviKP  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 FAU^(]-5m  
@eT!v{o  
)kgy L,9  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 K#F~$k|
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 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] I[
<C)IG  
haa[ob6T  
A"z')  
[N#2uo  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] NRq jn; ,+  
6. 分光器的设置 [>?B`1;@  
FJ>| l#nO  
 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 $+[HJ{  
7. 合束器的设置 0t*q5pAG".  
{u46m   
8u;l<^<  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 NY1olnI  
WZ~rsSZSV  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 b9w9M&?fT  
XF{}St~(  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 |'=R`@w~0  
O&\;BF5:R  
1. 结果：利用光线追迹分析 "2qp-'^[c  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Sjj&n S  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 1"~@UcJ  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 {b+!0[  
q
^goi1  
A*
~zdZ p  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 +~02j1Jx  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 K}! VY`  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 `N8A{8$qv  
?OvtR:hC  
 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°。 eSywWSdf0  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 CQzJ_aSJ(  
4. 对准误差的影响：元件平移
hMeE@Q0  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 H`aqpa"C  
 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。 )UZ 's>O  
_i6G)u&N  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 3MiNJi#=2  
EQz`o+  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ry[V
En>C1  
JyYg)f  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 RP z0WP  
O\B_=KWDO  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 oC.:mI  
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。 ;VYL7Xu](  
(PE"_80Z  
扩展阅读 +;pdG[N  
1. 扩展阅读 }O5c.3  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 x>;!`}x  
 开始视频- 光路图介绍 |zGwt Z  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 @B*?owba>  
 其他测量系统示例： ft4J.oT  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)