[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) $ 4& )  
{I2qnTN_a  
应用示例简述 abVz/R/o  
4l6+8/Y  
1. 系统说明 D\Nhq Vw  
$g?`yE(K  
 光源 iA^GA8dn  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) NG2@.hP:uU  
 元件  Psf'#4g  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 lAM"l)Ij  
 探测器 f_&bwfbo  
— 干涉条纹 -I'@
4\<  
 建模/设计 d`_X$P4y  
— 光线追迹：初始系统概览 ^_cR  
— 几何场追迹加(GFT+)： Xiyh3/%yy  
 计算干涉条纹。 /puM3ZN  
 分析对齐误差的影响。 m),3J4(q  
E_aDkNT  
2. 系统说明 A7;|~??  
Z5vpo$l  
nI-^  
3. 建模/设计结果 "Zh6j)[o  
\>@'wl  
4. 总结 k_2W*2'S  
d@:4se-q+  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8?L7h\)-  
o+H;ZGT5H  
1. 仿真 9Okb)K95  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 H^N@fG<*dh  
2. 计算 /uc*V6Xd (  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qw!_/Z3[  
3. 研究 %D(% lh2  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 `[.':"~2N  
7h4"5GlO0  
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。
v$O%U[e<  
6o
_t;cpT  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 8H>: C(h  
S z3@h"  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 fNV
Nx~E  
>taC_f06  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ol,Tw=?  
X0=#e54  
2. 说明：光源 a!1\,.  
OZ*V7o  
}*2q7K2bj  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 >g+ogwZ  
 因此，相干长度大于1m
'NM$<<0  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 uZe|%xK$y  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ?(cbZ#( o  
DQ{Yr>
J  
M>CW(X  
Zhl}X!:c?\  
3. 说明：光源 ,qj  
pU4B6
KTW  
.[v4'ww^  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 D Hkmn  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 hhTM-D1Ehs  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 zCdQI  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ~aK@M4  
4. 说明：光学元件 n
\Z&sc  
&ACM:&Ob  
TSQ/{=r  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 a *n^(  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 PYldqY   
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 lNcXBtwK@#  
 透镜材料为N-BK7。 ('/5#^%R  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ncEOz1u  
69U[kW&  
-[cl]H)V  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 E\5cb[Y  
\:cr2w'c  
RO-ABFEi(  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 0jY#,t?>  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] "o +" Jd  
;><9R@0  
KGCm@oy  
tBNkVh(c  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] :I(-@2?{  
6. 分光器的设置 DP=4<ES%+  
#!wL0p  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 lW! U:  
7. 合束器的设置 8~QEJW$  
JzA`*X[  
rz c}2I  
 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。 [KIK}:  
xP<cF  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 p)d0
ZAs  
WN?1J4H  
 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)。 hcEUkD  
B
_w;2ZuA  
1. 结果：利用光线追迹分析 &j}\ZD  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 R v61*F4  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 B;A^5~b  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 _w+ix9Fr?  
Q ^%+r"h  
9QaEUy*,  
 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。 bXoj/zek  
 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。 v~>^c1:  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 [4:_6vd7X  
\BC|`)0h  
 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°。 V\8vJ3.YV  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ,bRvj8"M  
4. 对准误差的影响：元件平移 .W{\wkn  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 SRq0y,d  
 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"1 &ow5  
^Z7])arA  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jIx5_lFe  
pqPhtWi%PJ  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 l^x5m]Kt  
f $MVgX  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1<_i7.{k  
`X8AM=  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 RG=!,#X  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 p:u?a,p  
Ilvz@=  
扩展阅读 0eY$K7 U  
1. 扩展阅读 +OkR7bl  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 JF]HkH_u  
 开始视频- 光路图介绍 J2_DP  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 :.B};;N  
 其他测量系统示例： D\8~
3S'd  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)