[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) #NYHw
O<0-  
+8x_f0<  
应用示例简述 VaGQre  
g_N^Y  
1. 系统说明 }P-C-L{yE(  
}6<5mq)%  
 光源 <VutwtA  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) L
F} d  
 元件 )tnbl"0  
— 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 YOj&1ymBZ  
 探测器 odC"#Rb  
— 干涉条纹 \7>*ULP  
 建模/设计 ^y KkWB*  
— 光线追迹：初始系统概览 F|qMo|  
— 几何场追迹加(GFT+)： X1o^MMpz(F  
 计算干涉条纹。 |WEl5bNc3  
 分析对齐误差的影响。 G%;>_E  
LHXR7Fjc  
2. 系统说明 =QbOvIq  
`]]<.>R  
k?TZY|_  
3. 建模/设计结果 x[Hx.G}5+  
&vt)7[  
4. 总结 /3K)$Er  
6M_:D  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :z&kbG  
v'b%m8  
1. 仿真 P=KhR&gwV~  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 X0-PJ-\aD@  
2. 计算 *w O~RnP  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 }^$1<GT  
3. 研究 ;UM(y@  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5pe)CjE:  
D GcpYA.7'  
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。 ;<B  
s-+-?
$K  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 doHE]gC2Uz  
sxph#E%  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 KK2YT/K$SG  
unew XHA  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Z`
MpH  
9d-'%Q>+  
2. 说明：光源 ( $2M
"n  
w0oTV;yh  
A%HIfSzQBS  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 f\_PNZCc  
 因此，相干长度大于1m EPH" 5$8  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 /j}Tv.'d  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 KsE$^`  
v;9(FLtL  
;-@: }/  
njg0MZBqA  
3. 说明：光源 G?=&\fg_:  
*pSnEWwE  
2EZ7Vdz2  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 '@ Y@Fs  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ,f>9oOqqA  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 `iM%R3&  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 jX8)Ov
5Mv  
4. 说明：光学元件 2|& S2uq  
yq[/9PciA  
f<VK\%M  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 : slO0  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Xb>SA|6[|  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 gN:F50  
 透镜材料为N-BK7。
.R"VLE|  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 5R~M@  
:??W3ROn  
.BBJhXtrdu  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 t,JX6ni  
{.AN4  
/KF@Un_Ow  
 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)。 sL~4~178  
 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] ;<Hk Cd  
BA1uo0S `S  
zQ{bMj<S  
k)*apc\W  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] M(K7xx+G  
6. 分光器的设置 *->*p35  
03v&k  
 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 d]O:VghY\  
7. 合束器的设置 gveJ1P  
@9_mk@  
(1^;l;7H  
 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。 y,|2hrj/0E  
#2ta8m),  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 L{&2 P  
XF)N_}X^  
 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)。 u%:`r*r  
B!x#|vGXL  
1. 结果：利用光线追迹分析 YlbX_h2S"  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 hIV]ZYbH  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 tB~#;:g  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 }aE'  
8CUtY9.  
iD|~$<9o  
 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。 /96lvn]8lO  
 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。 ]goJ- &  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 (:OMt2{r  
R3_OCM_*  
 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°。 p@f #fs  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 o [V8h@K)  
4. 对准误差的影响：元件平移 P8By~f32_  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 4sQm"XgE  
 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。 9M27;"gK  
c:.5@eq^  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 d}:
-Q?  
*izCXfW7
 
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 TBPu&+3  
mJ<`/p?:  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Ly8=SIZ   
}M%3  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ^0|:  
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。 G-9i   
M KW~rrR  
扩展阅读 .uauSx/#4  
1. 扩展阅读 -F`GZ  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Bh=t%#y|`  
 开始视频- 光路图介绍 i;C` .+  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 o"BED!/  
 其他测量系统示例： /mz.HCs  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)