[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) S 6e<2G=O  
-mD<8v[F  
应用示例简述 ~lB im$o  
kz4d"bTb  
1. 系统说明 ]7H ?  
L`"PaIMz  
 光源 u$T`Bn  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) z\iz6-\&y  
 元件 Z0yy<9q]2  
— 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 Bvbv~7g(  
 探测器
w-~
u[c  
— 干涉条纹 q:OSQ~U_  
 建模/设计 .}KY*y  
— 光线追迹：初始系统概览 S@Rw+#QE  
— 几何场追迹加(GFT+)： 8Lm}x_  
 计算干涉条纹。 OC0dAxq  
 分析对齐误差的影响。 8u+FWbOl]  
WJH)>4M#  
2. 系统说明 gQ]WNJ~>  
t\[aU\4-7  
gO C5  
3. 建模/设计结果 1$cX`D`  
1PwqWg-\\  
4. 总结 ppv/A4Kv  
eUiJl6^x  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 5)=XzO0  
Vf Jpiv1  
1. 仿真 P\"|b\O1  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 3Q-i%7l  
2. 计算  '%!'1si  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &?.k-:iN  
3. 研究 tx-HY<  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 x)'4u6;d  
6mH0|:CsY  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 \k6Ho?PL  
P#`Mg@.  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 #
N`~.96  
)"j)9RQ}  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 3U#z {%  
W/dl`UDY  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 4H4U  
?t LJe  
2. 说明：光源 {Vz.| a[T  
@=Kuo
IV  
jR/YG ru  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 vRm.#+Td  
 因此，相干长度大于1m EC6&#)g;CO  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 >UTAk  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 }t4?*:\  
"tuBfA+f  
!2dA8b  
L4th 7#  
3. 说明：光源 ]lj,GD)c  
g(d9=xq@k  
e/@tU'$  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 E|u#W3-:  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 >YPC&@9   
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 hdB.u^!  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ?b?`(JTR  
4. 说明：光学元件 QN=a{  
I>k>^  
4@6!E^  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 U1?*vwfKZ  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 'I|A*rO  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 l#P)9$%  
 透镜材料为N-BK7。 pDr%uL  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 o
dxsF(Q0p  
^4@~\#$z  
F,0@z/8a  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 R["2kEF  
5IeF |#g  
.k5 TQt  
 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)。 b&.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] &IGTCTBP  
8zew8I~s  
BXgAohg!  
^p#f B4z  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 2`(-l{3  
6. 分光器的设置 FoM4QO  
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[mbb  
 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 QF/A-[V
 
7. 合束器的设置 2kV[A92s  
S -j<O&h~C  
.5+*,+-  
 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。 <VD^f  
%FnaS u  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 j.MpQ^eJ7  
<b!ieK?\F3  
 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)。 K @3 yS8F  
m#SDB6l  
1. 结果：利用光线追迹分析 j`I[M6Qxh  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 '$u3i #.\  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 yoTbIQ  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 &Im{p7gf!b  
+5Z0-N@  
6zK8-V?9F  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 #*uSYGdc  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 0wZ_;FN*-  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 9"_JiX~3  
.$b]rx7$~  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 Gv[W)+3f  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 A#~"Gp  
4. 对准误差的影响：元件平移 xQ4D| &  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 4?XX_=+F|  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 l c)*HY
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P9Hv){z  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^,zE Nqg7  
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WEC,*N  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 d;&'uiS  
\a+F/I$hwa  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 LLv~yS O  
<mlQn?u  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 PT4Xr=z =  
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。 !!&H'XEJV  
QC0^G,9.  
扩展阅读 H=]$9ZH!  
1. 扩展阅读 .58>KBj(  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 uEQH6~\{Nl  
 开始视频- 光路图介绍 *leQd^47  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 h.c<A{[I6c  
 其他测量系统示例： 21GjRPs\  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)