[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) HToN+z%w3H  
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应用示例简述 ^R'!\m|FR  
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1. 系统说明 IM5^E#-g7  
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.m  
 光源 Okg8Ve2  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) GN;XB b]w  
 元件 |AfQ_iT6c  
— 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 0(g MR  
 探测器 DPxu3,Y  
— 干涉条纹 qf=[*ZY  
 建模/设计 wG?kcfu  
— 光线追迹：初始系统概览 :=7'1H  
— 几何场追迹加(GFT+)： -*q2Y^A^l  
 计算干涉条纹。 WblV`"~e  
 分析对齐误差的影响。 3<lhoD  
Q0; gF?  
2. 系统说明 (dipKs?K  
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/N[E  
n rB27  
3. 建模/设计结果 RTY4%6]O  
ZWW8Hr  
4. 总结 +&zCmkVC7  
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马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p2vUt  
"K!BJQ  
1. 仿真 E d/O\v@  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 fDHISJv  
2. 计算 0i`Zy!  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !jq6cND  
3. 研究 t6e-~  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 L [M8[~Hy  
;l?(VqX_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析。 #}yFHM?i  
EoCwS  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 {*$J&{6V  
G.e\#_RR?  
 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。 8|Y^Jn\p5u  
:P"Gym  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 '+zsj0!A  
c6)zx b  
2. 说明：光源 6l7
a9IJ  
s7} )4.vO  
x,_Ucc.  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 g(H3arb&
 
 因此，相干长度大于1m }rZ=j6Z  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 bM3e7olWS  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 4O^1gw  
?EAqv]  
M0 8Y  
e'&{KD,-T  
3. 说明：光源 1dsxqN(:  
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9<mj@bI$  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %TgM-F,8  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 oP 0j>i,"&  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 a<.@+sj{  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 o]U==  
4. 说明：光学元件 \RO S
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]XyJ7esg  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ,u2<()`8D  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 {Aw3Itef  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 E5Jk+6EcMa  
 透镜材料为N-BK7。 Yg.u8{H  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 +ETw:i9!?  
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+(s/o?\  
(5&"Y?#o,  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 JN)t'm[kyE  
6suc:rp";  
wf1DvsJQl  
 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)。 l !v#6#iq  
 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] UUq9UV-h  
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+i =78  
! +7ve[z  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] -X \vB  
6. 分光器的设置 w2L)f,X  
b87o6"j  
 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 H l@rS  
7. 合束器的设置 ppjrm
 
*p^MAk9=  
QCw<* Id+  
 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。 ?dYDfyFfB  
NQ!F`  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 .O^|MhBJu  
/o2eKx  
 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)。 6"(&l
K\^  
1rC'sfz  
1. 结果：利用光线追迹分析 m/AN*`V  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 |IvX7%*]~  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 P.Bk-#}$  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 *#_jTwQe  
XQA2uR4h  
u[DV{o  
 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。 +#no$m.bH  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 qz&)|~,\C  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 `g~-5Z~J  
~cjvo?)&e;  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 5cU8GgN`  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ~08v]j q  
4. 对准误差的影响：元件平移 ?)&TewP  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 8 _J:Yg  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 )r~Oj3TH  
R)=<q]Ms  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]rS+v^@QH  
0Ju{6x(|  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 -]e@cevy  
=6$(m}(74  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~EBZlTN  
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6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Q%a4g  
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。 ?S_S.B
d  
 x^"OH  
扩展阅读 ,<BTv;4p  
1. 扩展阅读 H4N==o  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 epnDvz\  
 开始视频- 光路图介绍 ktCh*R[`  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 eXYR/j<
8  
 其他测量系统示例： !q X7   
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)