[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) }j(2Dl  
2ZG1n#  
应用示例简述 1H4Zgh U
 
C{hcK 1-K  
1. 系统说明 sK%Hx`  
^_KD&%M6  
 光源 l \^nC2  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 7Fi2^DlgX  
 元件 zYG,x*IH  
— 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 IbJ[Og^Qyu  
 探测器 !UMo4}Y  
— 干涉条纹 yLz,V}  
 建模/设计 K>cz63}S  
— 光线追迹：初始系统概览 x:?a;muf  
— 几何场追迹加(GFT+)： #xP!!.DF(  
 计算干涉条纹。 MFH"$t+  
 分析对齐误差的影响。 |[37:m  
q|u8CX  
2. 系统说明 TwuX-b  
RzzFhU#r  
_rMT{q3  
3. 建模/设计结果 )jk1S  
(eRKR2% q  
4. 总结 PyMVTP4  
0Ox|^V  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $,;S\JmWP  
P YF.#@":&  
1. 仿真 Aa`MK$29F  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 wt}%2x} x  
2. 计算 qqe2
,X?  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 N2tkCkl^x9  
3. 研究 c3V]'~  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $Pd|6  
G*(K UG>  
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。 ^S#\O>GHP  
b4v(k(<  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 x[vBK8  
7!r#(>I6?1  
 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。 Q=(@K4  

sOl>5:D6  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 v]:+`dV  
DikdC5>O>m  
2. 说明：光源 \TbsoWX  
}Kj Ju;  
.kc"E  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 T A\4uy6o  
 因此，相干长度大于1m _~;&)cn,0  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 2$ |]Vj*Zs  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 j2}  
zJ;>.0  
V06CCy8n  
:xFu_%7  
3. 说明：光源 }!%JYG^!D  
S9G+#[.|  
Tm)GC_  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 GIm " )}W  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 (#6AKr9K  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 sno`=+|U]  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ](W5.a,-$L  
4. 说明：光学元件 wjTNO0hj  
+VCo$
o  
, 3X: )  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 jzs.+dAg  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 NunV8atn:  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 >
Mvka;T]  
 透镜材料为N-BK7。 w66v\x~  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 S&4+ e:K  
Kt W6AZJ  
MpORGd  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 mC i[Ps  
i:o}!RZ>  
Al7<s  
 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)。 mZ~qG5@/F  
 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] (CdJ;-@D  
d^F|lc ]8  
Hm%g_Mt  
xvU]jl6d  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
XTJvV  
6. 分光器的设置 Hjs
}  
0YzsA#yv  
 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 ao#!7F  
7. 合束器的设置 XZS5B~E '  
XrF3kz!44  
^=EjadVQ  
 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。 +TC1nkX  
8-7dokg>  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 }e<'BIME  
x#VyQ[ok  
 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)。 b~7Jh:%@;  
h#i\iK&A
  
1. 结果：利用光线追迹分析 !(Krf  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 7K&}C;+  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 V vu(`9u]  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 No) m/17y  
nH@(Y&S  
Ia2(Km  
 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。 6vto++  
 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。 @mf({Q>  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 17}$=#SX  
hd B |#t  
 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°。 AoYaVlKG8  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 +$47v$p
 
4. 对准误差的影响：元件平移 "PMQyzl  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 fN-Gk(Ic  
 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。 38~PWKt  
MIq"Wy|Zs  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $r\"6e  
)6{< i5nJ\  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Z!6UW:&~7  
kneuV8+(5  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $X\va
?(  
]H ~Y7\N-v  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ju|]Qlek  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 W|MWXs5'1*  
X\Y}oa."A  
扩展阅读 i|]7(z#OyI  
1. 扩展阅读 5t\HJ`C1Z  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #)s!}X^  
 开始视频- 光路图介绍 Z) Wnow  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍
5RF4]$zT  
 其他测量系统示例： 2Il8f  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)