[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) C3_*o>8  
FD@! z :  
应用示例简述 )@Zel.XD  
)nJ>kbO~8  
1. 系统说明 0Hz3nd?v  
-%N (X8  
 光源 ~b7Nzzfo  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Zka;}UL&Q  
 元件 z H \*v'  
— 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 NfO0^^"  
 探测器 8@qahEgQ  
— 干涉条纹 WWO jyj  
 建模/设计 LTY.i3  
— 光线追迹：初始系统概览 q@!:<Ra,){  
— 几何场追迹加(GFT+)： X! ]~]%K$y  
 计算干涉条纹。 bR6bS7$  
 分析对齐误差的影响。 9]YmP8  
m:41zoV  
2. 系统说明 Q.|2/6hD7[  
4YCGh
 
VC+\RB#:-  
3. 建模/设计结果 DuE>KX{<!R  
WIGb7}egR  
4. 总结 .U3p~M+  
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马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 L9kP8&&KK  
*=Fcu@  
1. 仿真 }"8_$VDcz  
以光线追迹对干涉仪的仿真。  A:!{+  
2. 计算 E7<:>Uh  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 wTW"1M  
3. 研究 7/1S5yUr|  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 m88~+o<G%  
5a`}DTB[Co  
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。 'I~dJEW7  
X"0Q)  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 {k*_'0   
x -!FS h8q  
 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。 yS43>UK_W+  
at*
=#?M1?  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 (NQ[AypMI  
3pp w_?k  
2. 说明：光源 xr/k.Fz  
_"bx#B*  
s7e'9Bx  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 }:mI6zsNj  
 因此，相干长度大于1m ^\?9W  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 B<R-|-#  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 }rE|\p>  
H6O\U2+  
vy#(|[pL{  
fz&}N`n  
3. 说明：光源 kUt9'|9!  
%)D7Dr  
r
Lh h  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 $T4PC5.  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 w(j9[  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 xD=D *W  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 agYKaM1N  
4. 说明：光学元件 z!
+<m<  
AE711l-  
nf4P2<L!  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 #+;=ijyF  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 f#~Re:7.c  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 4.'EEuRw\}  
 透镜材料为N-BK7。 $ZRN#x@  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Cf7\>U->  
/v{[Z&z  
%\cC]<>  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 z aF0nov  
>{S$0D  
q UnFEg  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 4m*(D5Y=|  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] )ta5y7np  
zmFFBf"<  
k%g xY% 0  
r!^\Q7  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] Xoy1Gi?  
6. 分光器的设置 .6NSt  
!r*;R\!n2  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 WDdi}i>2  
7. 合束器的设置 d_uy;-3  
`5Btg. &  
ugB{2oqi  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 >~rd5xlk  
(J&Xo.<Z-  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 s vb4uvY  
%j">&U.[  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 +ca296^  
j/D)UWkR  
1. 结果：利用光线追迹分析 C|\^uR0  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ^Nw]'e3  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ?(q*U!=  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 {*;]I?9Al  
Oq,
.Kz  
#2jn4>  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 {@5WeWlz~  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 nnL$m_K~  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 _[i=TqVmf  
`E=rh3 L0o  
 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°。 ;jU-<  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 #0g#W  
4. 对准误差的影响：元件平移 S}^s5ztm  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 MQ(/l_=zQ  
 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。 I`W-RWZ  
Y-q@~vZ]  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 BhW]Oq&  
x}<G
!*3  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 1qj%a%R  
P}9Y8$Y>U  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Cw[Od"B\?U  
CY3\:D0I  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 &n]Z1e}5  
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。 :Q ?J}N  
OF<n T  
扩展阅读 o|qeh<2=x  
1. 扩展阅读 'Z2N{65  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 QP5:M!O<)  
 开始视频- 光路图介绍 EO/cW<uV'  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 +<\cd9  
 其他测量系统示例： .;Utkf'I  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)