[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) PY76;D*`  
:lBw0{fP  
应用示例简述 gski:C   
EpU}~vC9C  
1. 系统说明 H{et2J<H  
v vzPt.ag  
 光源 ^:u-wr8?{  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 7SJbrOL4Q-  
 元件 Q.MbzSgXL  
— 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 j_{f(.5  
 探测器 ?D_^8
\R  
— 干涉条纹 ]R*h3U@5#K  
 建模/设计 q
x1+'  
— 光线追迹：初始系统概览 v83@J~  
— 几何场追迹加(GFT+)： VD~ %6AjyN  
 计算干涉条纹。 ^u:bgwP  
 分析对齐误差的影响。 QJF_ "  
FI"KJk'  
2. 系统说明 \k9]c3V  
W P9PX  
u10;qYfL8o  
3. 建模/设计结果 .G-L/*&%  
~5>k_\G8  
4. 总结 ix
_&os]L_  
A=+1PgL66  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )W/
_2Q.  
Y~k,AJ{ ^  
1. 仿真 *|as-!${k  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 "BZL*hHq  
2. 计算 sLd%m+*p  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &,tj.?NCn  
3. 研究 ~5o2jTNy`p  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6F_:,b^  
AfpC >>=@  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 'Ll'8 ps  
pv,z$
3Q  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 TDX~?>P  
R0urt  
 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。 +`7!4gxwK!  
>mj WC) U  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 E(_lm&,4+  
Tm2+/qO,  
2. 说明：光源 uT>"(wnJ|  
(QS 0  
QYEGiT   
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 E BSjU8  
 因此，相干长度大于1m 7ufTmz#j<  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 8~sC$sIlE  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 2^qJ'<2]M  
n-{.7  
+k V$ @qH  
JfRLq
A/  
3. 说明：光源 _BoA&Ism  
9&zQ5L>  
LK<ZF=z]Z  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 p}e|E!  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 j_.tg7X  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 n5y0$S/D  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 M5
P3;  
4. 说明：光学元件 ?:6w6GwAA  
6,!$S2(zT  
U,8mYv2|  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 l{Et:W%|  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 [Wxf,rW i  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 p^w_-(p  
 透镜材料为N-BK7。 :`c@&WF8  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 LfJMSscfv  
K1w:JA6(  
|d,bo/:  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 </b_Rar  
Rq`5ff3,  
fNV-_^,R9  
 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)。 NZ?dJ"eq7  
 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] 89{`GKWX  
vGOO"r(xL  
7d/I"?=|rA  
R[rOzoNp0  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] gX|\O']6  
6. 分光器的设置 \(}pm#O  
(wvU;u  
 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 4wWfaL5"  
7. 合束器的设置 pb G5y7  
Tfx-h)oP3  
xIH= gK  
 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。 Ap 3B'  
Zy|u5J  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ND/oKM+?  
cqT%6Si  
 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)。 wxN&k$`a  
_:FD#5BZ1  
1. 结果：利用光线追迹分析 U;*O7K=P  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6R*eJICN  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 +:W?:\  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Wz#ZkNO  
,!X:wY}dW  
o6:@j#b  
 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。 >qUD_U3A  
 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。 "rVM23@ tq  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 I:0dz:T7*  
)\7Cp-E-W  
 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°。 9< S  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 b`ksTO`}x  
4. 对准误差的影响：元件平移 u68ic1  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 J4s`U/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。 cQsSJBZ[v5  
fAfB.|cd  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,XI=e=  
F5OQM?J  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 !)}D_9{  
%Aa_Bumf*:  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 "ZA`Lp;%w  
j,Qb'|f5  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1#8~@CQ ::  
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。 T5}5uk9  
Y![8-L|Q  
扩展阅读 *}_i[6_\E  
1. 扩展阅读 6q7jI )l  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ;bL?uL  
 开始视频- 光路图介绍 'Mhnu2d  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ?}S!8;d  
 其他测量系统示例： (cI@#x  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)