[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) .__X-+^  
&B uO
-  
应用示例简述 Vx@JP93|  
^)&d7cSc  
1. 系统说明 _tZT  
kP9DCDO`[5  
 光源 :ND5po#(  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) "?|sC{'C4j  
 元件 vn@9Sqk  
— 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 c&.>SR')  
 探测器 ?yfk d:WD  
— 干涉条纹 @b\/\\{  
 建模/设计 Ml1sE,B
T  
— 光线追迹：初始系统概览 q3\ YL?  
— 几何场追迹加(GFT+)： OD!b*Iy|  
 计算干涉条纹。 K_ P08  
 分析对齐误差的影响。 V3WHp'1  
z=>U>  
2. 系统说明 Hc1S:RW  
~"89NVk"  
GU'/-6-T  
3. 建模/设计结果 won;tO]\;@  
A+
*M<W  
4. 总结 X>^St&B}fC  
qc_c&  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 hER]%)#r  
F$P8"q+  
1. 仿真 Md_S};!QN6  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 uh'{+E;=  
2. 计算 T!C39T  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 MPx%#'Q  
3. 研究 5J
d(&k8%  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ca/AScL  
uc]]zI6  
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。 _oK*1#Rm8  
Coz\fL
 
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 :/ ,h)h)|  
lB9 9J"A
 
 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。 K[JbQ30  
$d2mcwh\  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 - Te+{  
WPT0=Hqp7  
2. 说明：光源 EYNi`  
k^B<t'  
x"q!=&>f  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 &5:83#*Oj  
 因此，相干长度大于1m !5lb+%7  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 JGl0 (i*|  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。
;oW#>!HrY  
LUSBRr8  
?7>G\0G  
P%w)*);  
3. 说明：光源 r:fMd3;gq  
yf7p,_E/  
+?r,
Nn  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ZoJ_I >uv  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 7]se!k,  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Fq\vFt|m<  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 6v(
?L
r`D  
4. 说明：光学元件 
D@@J7  
vz'/]E
 
4eOS+&  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 9yla &XTD  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 i+rh&,  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 L-. +yNX)  
 透镜材料为N-BK7。 e$'|EE.=q+  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ~jcdnm]  
ejs_ ?  
(R^X3  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 L\;n[
,.  
IZ?+c@t  
*?Hc8y-dG,  
 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)。 r"HQ>Wn  
 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] WBc,/lgZ  
hb@,fgo!Q  
f_\,H|zco)  
p1}umDb%  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] n{'LF #4l  
6. 分光器的设置 ,j3Yvn W  
$W}YXLFj?  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 05 56#U&>  
7. 合束器的设置 GnTCq_\  
Z'hHXSXM  
)?d(7d-l  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 rnNB!T  
N{kp^Byim0  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 o'Rr2,lVi  
e'nhP  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 y}5:CZ  
MgpjC`  
1. 结果：利用光线追迹分析 c+a"sx\  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 eHX;*~e6)  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Uw!N;QsC  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 qnO>F^itF  
qS|ns'[  
*WzvPl$e  
 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。 /+ yIcE(&3  
 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。 ,M?K3lG\g[  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 n?a?U:  
U7_1R0h  
 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°。 [N=v=J9  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 "A9qC*6[  
4. 对准误差的影响：元件平移 Sv#S_jh  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ] Hiw+5n  
 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。 q0t}  
Crg@05Z  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wk9qyv<  
$R&K-;D/8  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 pB;8yz=  
Y[~Dj@Q<  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 L9}%tEP  
F-TDS<[S?  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Od]B;&F  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 (qyT,K8  
oVAY}q|wU  
扩展阅读 Oaj$Z- f  
1. 扩展阅读 3'jH,17lWV  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 OAiSE`  
 开始视频- 光路图介绍 bmP2nD6  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 -hU1wX%U  
 其他测量系统示例： *S= c0  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)