[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) /[`bPKr  
nqg=I  
应用示例简述 y+\nj3v6  
'9>z4G*Td  
1. 系统说明 f7mP4[+dS  
sNZ{OD+  
 光源 @5K/z<p%  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 3N|,c]|  
 元件 !run3ip`Z  
— 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 =ltT6of@o  
 探测器 r5tC
 
— 干涉条纹 rIR~YMv!  
 建模/设计 N%'=el4L  
— 光线追迹：初始系统概览 Fr?o 4E6h  
— 几何场追迹加(GFT+)： @{\q1J>  
 计算干涉条纹。 cd)yj&:?Bt  
 分析对齐误差的影响。 6":=p:PT.  
RNE})B  
2. 系统说明 SsiAyQ|Ma  
Jf{
6'Ub  
_ #288`bU  
3. 建模/设计结果 D'2&'7-sm\  
WDNuR#J?  
4. 总结 5rK7nLb  
ZgVYC4=Q-\  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 `j{5$X  
hdJW#,xq  
1. 仿真 V6
)\;c  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 fx2r\ usX[  
2. 计算 @U08v_,  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 fl*]ua  
3. 研究 xhLVLXZ9  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,rx?Ig}kz  
JK34pm[s  
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。 $e1==@ R  
:t+XW`eQR:  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 8%q:lI  
i;>Yx#  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 6Ty;m>j  
H5j6$y|I|N  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 qKag'0e  
D&KRJQ/  
2. 说明：光源 {Hg.ctam  
Q]wM WV  
UPQ?vh2F2  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 aGY R:jR$  
 因此，相干长度大于1m BU],,t\
 
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 HE#IJB6BS?  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 PoTJ4z  
6V)P4ao  
tGv5pe*r  
eK
[8$1  
3. 说明：光源 5nC#<EE  
5
'=\$Ob  
=wbgZr^2  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 uL| Wuq  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 6jz6   
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 6z(7l  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 W u?A} fH  
4. 说明：光学元件 ~.\CG'g  
03Czx`  
H8@1Kt  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 x UM,"+h  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 J?9K|4 )  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 }o^VEJc`O  
 透镜材料为N-BK7。 RN2^=$'.  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 KWwEK]  
!7)` g i  
;nS.t_UW.  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 3Wv-olv  
pK/r{/>r  
R.nAD{>h*  
 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)。 <!@*2/Q]J]  
 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] gt]
k#(S  
$=&a0O#  
ppL*#/jYt  
,6N|?<26O  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] BJA&{DMHm  
6. 分光器的设置 va6e]p*Oy  
^!a4!DGVT  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ?fv5KdD  
7. 合束器的设置 3(?V!y{@  
",&^ f  
:@x_& b  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 LTsX{z  
N>a. dYXr  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Tnd)4}2p  
<V?csx/eRd  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 lQ5d.}O&  
)I&,kH)+  
1. 结果：利用光线追迹分析 HRP  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 9x4%M&<Z9a  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。  DT2uUf  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹
`LroH>_  
w^BF.Nu  
&oJ1v<`  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 LpV2XL$p>#  
 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。 D^m`&asC  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 E}qW'  
EU5^"\  
 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°。 5)@UpcjUA  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 \}Hi\k+h':  
4. 对准误差的影响：元件平移 :}B=Bk/q  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Yee% <<S  
 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。 %2q0lFdcM  
I-glf?F)  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 iNO}</7?  
LdH23\  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 dp|VQWCq  
Z=KHsMnB  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :abpht  
`<#Ufi*c  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 A )q=.C#e  
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。 qpEK36Js  
z JBcz,  
扩展阅读 G~ONHXL  
1. 扩展阅读 Vb57B.I  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 6&,{"N0T  
 开始视频- 光路图介绍 {9c_T!c  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 r9 5hW  
 其他测量系统示例： f,(@K%  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)