[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) Zw;$(="  
K(-G: |  
应用示例简述 fkdf~Vb  
x2 w8zT6M  
1. 系统说明 <MPeh&_3
#  
,bB( 24LD  
 光源 lTa1pp Zw  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) C/mg46 v2W  
 元件 Pk$}%;@
v  
— 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 1U71
7u  
 探测器 XHWh'G9  
— 干涉条纹 Jz~+J*r;]A  
 建模/设计 ;V|M3  
— 光线追迹：初始系统概览 Y*5Z)h 1  
— 几何场追迹加(GFT+)： *e(:["v  
 计算干涉条纹。 Of1IdE6~  
 分析对齐误差的影响。 ;):8yBMk  
lr9=OlH  
2. 系统说明 z[WC7hvU  
{F;,7Kn+l  
^dFhg_GhF  
3. 建模/设计结果 gsW=3m&`  
^{),+S  
4. 总结 t{+M|Y  
5gO/-Zj  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 JzHqNUn*M  
I)[`ZVAXR  
1. 仿真 KjO-0VMN3  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^Ku\l #B  
2. 计算 [<_"`$sm=  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
&foD&  
3. 研究 ?g5iok {  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 J2rvJ2l=t  
9TqoLX  
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。  `>%-  
+T-@5v[  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 r])Z9bbi  
uK"^*NEC';  
 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。 66/Z\H^d  
\^Ep>Pq`]  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 DYc.to-  
,oBlJvm  
2. 说明：光源 OWqrD@  
B,4q>KQA  
5(423"(y  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 k69kv9v@J  
 因此，相干长度大于1m :lNg:r$4  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 cvhlRI%6  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 g8KY`MBnC&  
+yGY785b  
kmIoJH5  
R
|-6o)$  
3. 说明：光源 !IN@i:m  
Ah*wQow  
FQ U\0<
5  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ,E%1Uq"  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Z*h43  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ]+mjOks~  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 q1STRYb  
4. 说明：光学元件 Ky *DfQA  
A1Ka(3"  
*vb^N0P  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 K|US~Hgv  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 [$^A@bqk  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 10?qjjb&  
 透镜材料为N-BK7。 XjxPIdX_H  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^/k,  
$.wA?`1aSk  
21ViHV  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 s_xV-C#q@  
y86
))  
("OAPr\2dw  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Ey'J]KVW  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] I'dj.  
<>]1Y$^Y
 
_AprkI_  
8`*`nQhWa  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ujx@@N  
6. 分光器的设置 V`[P4k+b   
kffZElV  
 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 $6# lTYN~  
7. 合束器的设置 Vg{Zv4+t  
;@9e\!%  
9^au$KoU  
 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。 pr$~8e=c  
M'DWu|dIBA  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Z2#`}GI_m  
@ ICbKg:  
 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)。 x~EKGoz3  
8bt53ta  
1. 结果：利用光线追迹分析 \-c#jo.$8  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 0yz~W(tsm  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 x/xb1"  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 R]Ek}1~?  
-TTs.O8P|<  
Hx
Z.OZbR  
 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。 LQqfi ~  
 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。 781]THY=  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ) "[HZ/  
iX%n0i  
 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°。 GD&htob(  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 v,jhE9_O0  
4. 对准误差的影响：元件平移 2d8=h6  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 +I@cO&CY|  
 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。 U(*yL-  
Xu6K%]i^  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 UOt8Q0)}  
B?3juyB`--  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 
I+" lrU  
4H-j .|e  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 88l,&2q  
B.*"Xfr8  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 'E-FO_N  
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。 \I:.<2i  
'I v_mig  
扩展阅读 +/y]h0aa  
1. 扩展阅读 DsGI/c  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Y)T
l<  
 开始视频- 光路图介绍 =X@
o@1  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 _mk5^u/u  
 其他测量系统示例： YB5dnS"n  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)