[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) ~t*_  
btC<>(kl&  
应用示例简述 b,ZBol|X  
6~!7?FK  
1. 系统说明 R4[|f0l}s  
P 2x.rukT|  
 光源 HD$r<bl  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) `P|V&;}K  
 元件 oO &%&;[/A  
— 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 G!F_Q7|-  
 探测器 ?6\A$
?  
— 干涉条纹 ? R[GSS1  
 建模/设计 sx[mbKj<  
— 光线追迹：初始系统概览 7O=7lQ  
— 几何场追迹加(GFT+)： bV)h\:oC  
 计算干涉条纹。 0x,4H30t(  
 分析对齐误差的影响。 .zW.IM}Z  
1TN+pmc}@  
2. 系统说明 Rh@UxNy\,  
V22Br#+  
;,KT+!H$  
3. 建模/设计结果 7bM H  
~^~+p  
4. 总结 .'1]2/ad  
uF*tlaV6  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]INt9Pvqm  
!*k'3rKOW  
1. 仿真 |' kC9H[>  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Jj1lAg0  
2. 计算 Zqg AgN@  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 P=4o)e7E!  
3. 研究 <;Td8T;  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 n3hlo@gYW  
y<8o!=Tb5  
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。 j{%'A  
3=lQZi<]%  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Xr|e%]!**  
U4y ?z  
 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。 a/q8vP  
0ARj3
 
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 hy
a $Vp  
G'_5UP!  
2. 说明：光源 kgFx  
EhIa31>X  
{*qz<U>  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 M ~6k[ew  
 因此，相干长度大于1m H#I%6k*\a  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 HO8x:2m  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Oufdi3
h  
 B}h8c  
vau#?U".}>  
>56;M7b(K  
3. 说明：光源 vo'{phtF)M  
u6p nO  
{F$MZ2E  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 \8-PCD  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 R%%h=]  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 l$!g#?w  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 dO[pm0  
4. 说明：光学元件 }mQh^  
TSYe~)I  
q;qY#wD@  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 X$$b:q  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 G2_l}q~  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 6%UhP;(  
 透镜材料为N-BK7。 E{Y)=tW[  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 %-, -:e  
T#G (&0J5  
,O
aPrAt-  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 }?z_sNrDk  
3ES3,uR  
gPM<LO`;i  
 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)。 <-a6'g2y  
 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] iN@+,]Yjl  
rXg#_c5j  
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CXiSin  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] /M8&`  
6. 分光器的设置 yBwCFn.uP-  
}Dc?Emb  
 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 .UJjB}4$f  
7. 合束器的设置 9"mcN3x:\e  
SAw. 6<Wy-  
;b1*2-  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 6(.]TEu0  
M%Dv-D
{  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 h;8^vB y  
h4dT N}  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 mg7Q~SLL{  
"~zQN(sR"P  
1. 结果：利用光线追迹分析 1K'.QRZMb9  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 F~_)auH  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 DU%j;`3  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ^qlfdf  
5PU$D`7it  
Yhkn(k2  
 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。 \+B+M 7  
 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。 c|^#v8x^/  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 $f^ \fa[  
s9-aPcA  
 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°。 *w;=o}`  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Ohmi(s   
4. 对准误差的影响：元件平移 g` QbJ61a  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 =W~K_jE5lo  
 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。 w$5#jJX\  
qhiO( !jK  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 tv1Z%Mx?Cp  
e+5]l>3)f  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 406.6jmv  
3bp'UEF^k  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 d;D8$q)8
Q  
V=,VOw4  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 dkRG4 )~g  
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。 ^"!j m  
a:(.{z?nM  
扩展阅读 !@x'?+
  
1. 扩展阅读 qs]7S^yw  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 mnM!^[|z  
 开始视频- 光路图介绍 _g(4-\  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 _DK%-,Spu  
 其他测量系统示例： okO^/"  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)