[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) GZFLJu  
j7&0ckN&G  
应用示例简述 }5;3c%  
;%i.@@:IQ  
1. 系统说明 kmL~H1qd  
f['pHR%l2$  
 光源 1Yv#4t  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) b{JxTT}03  
 元件 ?K?v64[  
— 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
hm=b  
 探测器 w~9=6|_  
— 干涉条纹 POUD*(DqNK  
 建模/设计 {?'c|\n Li  
— 光线追迹：初始系统概览 D8_-Dvp7H  
— 几何场追迹加(GFT+)： 8[z& g%u  
 计算干涉条纹。 ?r6uEZ  
 分析对齐误差的影响。 Os7 3u#!'  
rU1{a" {  
2. 系统说明 ]+0I8eerd  
cvf#^Cu   
Bx&wS|-)D  
3. 建模/设计结果 4mzWNr>fb  
x-{awP  
4. 总结 >;@hA*<  
(PCv4:`g  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^t\AB)(8  
nK9A=H'Hc  
1. 仿真 S}*%l)vfR  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 #G ZGk?  
2. 计算 "&/&v  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 nMHs5'_y  
3. 研究 4 p(KdYc  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 M e  
 Dy@f21+  
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。 `cr.C|RT:  
UI 7JMeV  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ~T[m{8uh  
[ Q6v#I  
 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。 `QlChxd  
%h%^i   
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 8W"~>7/>D  
~l@SGHx  
2. 说明：光源 U:`
g12  
@`ttyI^1f  
%G$KahxV>  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 U>^-Db
]  
 因此，相干长度大于1m (k..ll p~  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Z\y@rp\l  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 f&Bu_r  
M+ gYKPP  
Q[y75 [  
g
<Sa{<0  
3. 说明：光源 <5~} !N X`  
zKWcDbj  
W/uaNp  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %fpcH  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 G?MNM-2  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 94F9f^ L  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 fmvv q1G&  
4. 说明：光学元件 w7"Z@$fs  
fV_(P_C  
H0s,tTK8  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 y@G5I>v  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 7@m
  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 S3Tww
]q  
 透镜材料为N-BK7。 c)M_&?J!5  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 SD6xi\8  
J+LFzl07q  
52>?l C  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 'wX'}3_/g  
EpCUL@+  
;#!`cgAh  
 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)。 ?iUAzM8  
 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] Eq.?Ga  
%?C{0(Z{  
%u43Pj  
gR(*lXm5w  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] N.u)Mbe  
6. 分光器的设置 G;MgrA#\  
_'dsEF  
 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 1DGVAIcD  
7. 合束器的设置 l9q ygh  
bI=\n)sEz  
>0SF79-RE  
 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。 .)B_~tct  
Kig.hHj@  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 s0.yPA  
^[8e|,U  
 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)。 } CJQC
 
?4_^}B9  
1. 结果：利用光线追迹分析 \p.Byso,  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 JMOQDo  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 xZL`<3?  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 KC?hsID{  
H4 & d,8:m  
7##nY3",^  
 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。 "a6 wd  
 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。 GOa
](oD}  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 lb&tAl"D  
ZqkP# ]+Y'  
 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°。 I [0od+K  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 L;
5jhVy  
4. 对准误差的影响：元件平移 C&3#'/&  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 l8%x(N4  
 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。 QM9~O#rL  
czb(&><  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 b2H!{a"  
!Il>,q&F  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 91%+Bf()J6  
<h U ZD;  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 RoLUPy9U  
o~gduNG#  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ]<4Yor}t{;  
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。 E[t\LTt*n  
N*lq)@smq  
扩展阅读 av gGz8  
1. 扩展阅读 RV^2[Gdi  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ph30/*8  
 开始视频- 光路图介绍 \h :Rw|  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 g 6>RyjN  
 其他测量系统示例： Q9 kKk  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)