[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) Ra/Ukv_v  
U uM$~qf/K  
应用示例简述 ZA9sTc[ g  
aKlUX  
1. 系统说明 @81Vc<dJ  
"zY](P  
 光源 -0eq_+oQ  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) -0Tnh;&=  
 元件 f\1A!Yp  
— 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 ?@t d  
 探测器 $GQ-(/  
— 干涉条纹 TO*BH^5R  
 建模/设计 Gqcz<=/  
— 光线追迹：初始系统概览 Za7q$7F7Bc  
— 几何场追迹加(GFT+)： st&  
 计算干涉条纹。 o/ mF#  
 分析对齐误差的影响。 I3:[= ,5  
je4w=]JV  
2. 系统说明 eo!zW  
IU]^&e9u  
!k(_
PM  
3. 建模/设计结果 Z!&Rr~i <  
 6vTo*8D  
4. 总结 gx:;&4AD  
q$.{j"cZV  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Op?OruT[  
5P hX"7  
1. 仿真 XJ+6FT/qss  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 qr50E[  
2. 计算 %F9{EXJy  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &Q=ZwC7#  
3. 研究 SL&hJs4c'  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 4YMX|1wd)  
b*mKei  
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。 7"*|2Xq  
%T=A{<[`  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ExXM:1 e26  
sNHSr  
 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。 !b-bP,q  
=}fd6ea(o  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Q_"\Q/=?Do  
zggB$5  
2. 说明：光源 TfZ6F8|B  
V'2EPYB  
W~B5>;y  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Lj%{y.Rj  
 因此，相干长度大于1m Y?r po  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 FM5e+$>@  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 F{\gc|!i  
k)FmDX  
mN5 8r"!J  
hsG#6?l3  
3. 说明：光源 SnTDLa  
.2\0~x""  
|__=d+M'  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 N(3R|Ii  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 nxap\Lf  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 |\uYv|sT  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 -,":5V26  
4. 说明：光学元件 g#K'6VK{  
1(GHCxA8G  
}GnwY97  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 } i)$n(A)K  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ]&i+!$N_  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 QI!i  
 透镜材料为N-BK7。 h#Ce_,o  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 >^"BEG9i:  
4`2$_T$F  
_2mNTJi
w  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 FFGqa&
  
e}cnX`B  
cf[vf!vi  
 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)。 I(n* _bFq  
 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] )3z]f2  
PG)_L.7rJ  
vh>{_ #  
C@HD(..
#  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] NyI;v=  
6. 分光器的设置 8h?X!2Nq  
MdhT!?  
 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 ^,2c-  
7. 合束器的设置 dNVv4{S  
0%)5.=6  
]s|lxqP  
 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。 CYB=Uq,  
`:
-J+<`  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 >e8JK*Blz  
s5Fr)q// !  
 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)。 voRfjsS~  
(@ea|Fd#4  
1. 结果：利用光线追迹分析 K
ar~I  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Plz-7fy33  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 C?QfF{!7  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 5urE  
~B@}R  
\kwe51MQ  
 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。 "jU  
 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。 12r` )  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Jc~E"x  
&R\XUxI  
 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°。 ":&|[9/  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 z(d4)z 8'6  
4. 对准误差的影响：元件平移 PF ;YE6  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 2_olT_#  
 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。 TSyzdnMvz  
pa] TeH  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 L+Nsi~YVq  
jCWu\Oe  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 c=t*I0-OVS  
@bQ!zCI  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .D@/y uV  
~&[u]u[  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 &8Wlps`
 
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。 px&=((Z7>  
gLCz]D.'  
扩展阅读 *7vue"I*Z  
1. 扩展阅读 Pw#2<>  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #6FaIq92V  
 开始视频- 光路图介绍 z`9l<Q/  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 59qnEIi  
 其他测量系统示例： &@'V\5G  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)