[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) >e7w!v]  
5Y\wXqlY  
应用示例简述 QJaF6>m  
*k(>Qsb "  
1. 系统说明 nSL x1Q  
|X6]#&g7  
 光源 hYS*J908  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) /
OpVr15  
 元件 DJv;ed%x  
— 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 =jX'FNv#  
 探测器 .I@jt?6X  
— 干涉条纹 fBptjt_  
 建模/设计 <xm>_~,w  
— 光线追迹：初始系统概览 YJlpP0;++  
— 几何场追迹加(GFT+)： :n:Gr?  
 计算干涉条纹。 $~|#Rz%v  
 分析对齐误差的影响。 `2X#;{a:  
1%YjY"j+  
2. 系统说明 |uT&`0T'e`  
.cTK\  
n_Ht{2I  
3. 建模/设计结果 \#.@*?fk  
G &'eP  
4. 总结 5Mfs)a4j.  
,haCZH{  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?G[<~J3-E  
gxX0$\8o7  
1. 仿真
@Fp-6J  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 K +oFu%  
2. 计算 *uAsKU  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 BTXS+mvl  
3. 研究 eGZX6Q7m  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Md9b_&'  
&95iGL28Q  
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。 Hz}6XS@  
*^XfEO  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 8#OcrJzC  
0W|}5(C  
 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。 X]J]7\4tF\  
xS) njuq4  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 -S]yXZ  
S~QL x  
2. 说明：光源 _`>F>aP  
?j^[7  
aI$D qnF4  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 j +j2_\  
 因此，相干长度大于1m o#KGEN
d  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 LFsrqdzJ  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 7Vf2Qx1_  
Ex'6 WN~kD  
\bze-|C  
CKShz]1  
3. 说明：光源 as1ZLfN.  
z z@;UbD"  
C3n_'O  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 8SvPDGu`]  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 &UhI1mi]h  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 o2 =UUD&  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 7tOOruiC  
4. 说明：光学元件 8Wn;U!qT  
O2|[g8(_F  
z~TG~_s  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 {*VCR  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 :`
>|N|i  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 (9_~R^='y  
 透镜材料为N-BK7。 j';V(ZY&BB  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 mE3^5}[>  
0n25{N  
E5d?toZ,8"  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 S^,1N4  
9$&+0  
!`8WNY?K  
 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)。 yoKl.U"&  
 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] Byf5~OC  
u<x2"0f  
oVPtA
@  
d'~sy>  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 3V]B|^S  
6. 分光器的设置 49%qBO$R  
>hcA:\UPk  
 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 GzJLG
=M  
7. 合束器的设置 zGrUl|j  
$dAQ'\f7  
C:qb-10|A  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 i{8T 8  
i)nb^  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 YNc
]x>  
O)ks  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 G[4TT#  
"mbcZ5_  
1. 结果：利用光线追迹分析 TrxZS_  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 n:zoN2lC  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 sY4sq5'!  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Ha l,%W~e  
Bl5*sfjG  
Lpw9hj|  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 E#t;G:+A  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 K31G>k@  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 # Ny  
]>R|4K_  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 6QsH?!bu  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 JcsJfTI  
4. 对准误差的影响：元件平移 Qq;` 9-&j  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 TRwlUC3hQ  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 M17oAVN7D  
NG-Wn+W@b  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]3tg|?%B  
.Ap-<FB  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 W:q79u yX  
J&4QI( b.  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 T9r
"vw  
`oP<mLxle  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 %"GF+  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 %,$Ms?,n`  
"0o1M\6Z  
扩展阅读 a.+2h%b  
1. 扩展阅读 -<kl d+  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 fMe "r*SU  
 开始视频- 光路图介绍 aEr<(x!|"  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 >$,A [|R  
 其他测量系统示例： =a>a A Z  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)