[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) YP{)jAK  
w#g0nV"X6  
应用示例简述 }q9;..oL  
&n+3^
JNl  
1. 系统说明 7q?u`3l  
+hL+3`TD#H  
 光源 'gd3 w~  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) t]LCe\#  
 元件 ]^MOFzSz~  
— 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 l^4[;%*f#l  
 探测器 B~oSKM%8R  
— 干涉条纹 '(A)^K>+  
 建模/设计 9{@#tx  
— 光线追迹：初始系统概览 <y1V2Np  
— 几何场追迹加(GFT+)： }ny,Nl  
 计算干涉条纹。 T5_z^7d  
 分析对齐误差的影响。 6#VG,'e3  
R)?b\VK2$  
2. 系统说明 [
z#C&gDt  
(.\GI D+i  
Cd)e_&  
3. 建模/设计结果 lQQXV5NV  
5zG6V2  
4. 总结 W Da;wt  
'8>h4s4  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 GXB4&Q!C  
aVvi_cau  
1. 仿真 p#~
'xq  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 0z{S@  
2. 计算 9PhdoREb  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1) V,>)Ak  
3. 研究 zMb7a_W  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 pHFlO!#]|  
R-]QU`c  
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。 Ga~N7  
!OM9aITv[  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ^T"9ZBkb  
\@nmM&7C!4  
 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。 @eMDRbgq;[  
'dM &~LSQ  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ==(9P`\  
Q_/{TE/sO5  
2. 说明：光源 q:#,b0|bv  
hZI9*=`,"  
DCX4!,ZF  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 kac@yQD  
 因此，相干长度大于1m VA
4vAF  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 |tz1'YOB  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 isHa4 D0  
`ea;qWy  
xXH%7%W'f  
%^^2  
3. 说明：光源 N-jFA8n  
0sVCTJ@  
.{HU1/!  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。  \A:m<::  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 !6|Kpy8  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 /fA:Fnv  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ~FH''}3:3
 
4. 说明：光学元件 /YHBhoat  
x '3<F  
eznw05U  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 {#uX   
 位相延迟平板材料为N-BK7。 U/yYQZ\)  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 =r+u!~%@''  
 透镜材料为N-BK7。 s7O?)f f  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 go6Hb>  
B^U5=L[:p  
tNbCO+rZ  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 &xr?yd  
HCb7`(
@  
U?>P6p  
 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)。 eN>=x40  
 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] $]\N/}1v  
X)fj&  
V5K`TC^
 
vrGRZa  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] |?V6__9  
6. 分光器的设置 $tj[*  
S`K8e^]
 
 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 e_g7E+6  
7. 合束器的设置 }_3<Q\j  
O9p8x2  
Jnb>u*7,  
 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。 *7nlel  
YX18!OhQ  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 zvdtP'&uj  
GasIOPzK  
 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)。 vxZvK0b620  
i~n>dc YW  
1. 结果：利用光线追迹分析 opjrU$<]N  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ;l &mA1+  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 w \i#  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 IM}#k$vM:  
5bH@R@3m  
xdXt  
 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。 C*/d%eHD  
 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。 hoO8s#0ED  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 3E+u)f lmB  
i.)kV B  
 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°。 4Xe3PdE  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 X@\rg}kP  
4. 对准误差的影响：元件平移 <lB^>Hfu  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 wX<)Fj'  
 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。 ]p `#KVW  
Mf<Pms\F  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Wepa;  
[_^K}\/+  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 tOn/r@Fd^E  
Kaa
uX m  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @tM1e<  
,l_"%xYx  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 \{\*h/m  
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。 {uM
*.]  
AcwLs%'sx  
扩展阅读 O8wR#(/  
1. 扩展阅读 [W,Ej  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 2>Xgo%  
 开始视频- 光路图介绍 ;*BG{rkr  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 L09YA
 
 其他测量系统示例： $>hPB[[  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)