[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)]5k3{  
/nRi19a%xU  
应用示例简述 Jx@3zl  
kfBVF%90  
1. 系统说明 A|8(3PiP  
RI"A'/56  
 光源 (&FSoe/!['  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) y!Q&;xO+!  
 元件 ,\f!e#d  
— 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 |[?"$g9v  
 探测器 Sf)VQ5U!Y  
— 干涉条纹 W@1Nit-R  
 建模/设计 wEo/H  
— 光线追迹：初始系统概览 =$IjN v(?  
— 几何场追迹加(GFT+)： hof:+aW  
 计算干涉条纹。 'tp1|n/1  
 分析对齐误差的影响。 :0j9  
9Ay*'   
2. 系统说明 ZUb6d*B  
!~cTe!T  
*.AokY)_a  
3. 建模/设计结果 xGJ{_M  
aO?(ZL  
4. 总结 /v E>*x  
HP2]b?C  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Ex~[Hk4ow  
T2 0dZ8{y  
1. 仿真 BM#cosV7%h  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 GM{m(Y  
2. 计算 )W~w72j-  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 z{cIG8z  
3. 研究 cTFyF)  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 AS[
cz! >  
a1Qg&s<  
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。 ;-47d ^  
Q d]5e  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 &+=A;Y)  
RZ9vQ\X U)  
 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。 `AeId/A4n  
>n)N=Zyu  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 <SUjz}_Oa:  
tB4- of3+  
2. 说明：光源 ad8kUHf  
l~wx8 ,?G  
;=Jj{FoG%  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Z16G  
 因此，相干长度大于1m $$2\qN -  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 >sdj6^[+  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 SY_T\ }  
0ejx;Mum  
a1B_w#?8  
^wCjMi(sj  
3. 说明：光源 @kn0f`  
9 W><m[O  
xxgS!J  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 /pZLt)=P  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 g= k}6"F~  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 dX: (%_Mn  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 xWD=",0+  
4. 说明：光学元件 `h/j3fmX?  
C] qY  
v_"p)4
&'  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 7-.YVM~R  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 E$; =*0w  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 :O)\v!Z  
 透镜材料为N-BK7。 MbC7`Sp&i  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 &/}]9 #  
_ro^<V$%  
}x`W+r  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 >XjSVRO  
W)ihk\E  
V03U"eI="  
 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)。 >_(Xb%w  
 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] B1oi]hDy  
: I28Zi*  
r4k=i
4  
Nt9M$?\P  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ByoSwQ  
6. 分光器的设置 \:]Clvc  
ifl`QZp_  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ;aj
CnSmR  
7. 合束器的设置 j<>E Fd  
3t5`,R1@t  
l9"0Wu@_x  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 &duWV6Acw  
kB{  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 b[<r+e8  
E1usxF)  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 )1wC].RFYm  
Q{T6t;eH  
1. 结果：利用光线追迹分析 j}3Avu%  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 hJ\IE?+  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 KSnU;B6w>  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 l5QH8eNwME  
Q;W[$yv
W  
%^f!= *  
 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。 KWbnSL8  
 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。 \7rFfN3  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 c""*Ng*T  
A(G%9'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°。 b<>GF-`w  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 `&2~\o/  
4. 对准误差的影响：元件平移 'g.9 goQ  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 U>?q|(u  
 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。 8\HL8^6c5  
4^cDp!8  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8+Sa$R  
nf=*KS\v  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 jA_wOR7$  
JoeU J3N  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ([SrIG>X  
w
ZB:7E%  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 |&OW_*l  
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。 1.*VliY  
7Mq4$|qhD  
扩展阅读 n+1!/H=d  
1. 扩展阅读 ^Z1t'-xZ  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 %;ZWYj`]n  
 开始视频- 光路图介绍 4g<F."  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 qNb|6/DG  
 其他测量系统示例： \ldjW
c<S  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)