[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) b{A#P?  
K$4Ky&89  
应用示例简述 rB4]TQ`c  
avQwbAh[  
1. 系统说明 j9%=^ZoQj  
139_\=5|U/  
 光源 "zu
gnim  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) r;-\z(
h  
 元件 }q^CR(h (R  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 dwRJ0D]&  
 探测器 ='(:fHhhX  
— 干涉条纹 ;aSEv"iWX  
 建模/设计 0VPa=AW  
— 光线追迹：初始系统概览 N)QW$iw9  
— 几何场追迹加(GFT+)： Ra/S
46$  
 计算干涉条纹。 hUqIjcuL4  
 分析对齐误差的影响。 )Ipa5i>t  
z;T?2~g!  
2. 系统说明 L~\Ir  
4oJ0,u  
ig6F!p  
3. 建模/设计结果 ]'hz+V31%  
:V&#Oo  
4. 总结 OF}vY0oiw?  
LKhUqW  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Ay[6rU
O  
7"1M3P5*8  
1. 仿真 LqNsQu";  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 HN\9d  
2. 计算 `rvS(
p[s  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 d-X<+&VZ  
3. 研究 3{CXIS  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 zpJQ7hym  
n*uT  
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。 H
8X{!/,^  
(m13 ong  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 #>}cuC@  
Tv!zqx#E  
 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。 >o.4sN@  
Pa+%H]vB  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 W;Ct[Y8m  
F8nR.|  
2. 说明：光源 ) }(Po_  
`ml  
_vm~yKId  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 1GE[*$vuq  
 因此，相干长度大于1m f]Xh7m(Gh  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 \Cx2$<8  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 FG/1!8F  
Kqm2TMO]>V  
PY[nnoF"|  
Ejmpg_kux  
3. 说明：光源 /@ m]@  
''tCtG" Xi  
{{qu:(_g  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Z):q1:y  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 1aDx 6Mq  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 n&1q*  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 "Doz~R\\  
4. 说明：光学元件 O |!cPB:  
$Y,y~4I  
evjj~xkt
e  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 kntYj}F(  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 9eBD)tnw  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 [>![ViX  
 透镜材料为N-BK7。 E6XDn`:  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 gamE^Ee  
?fW['%  
-!q^/ux  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 VkFMr8@|  
42M_ %l_  
4( $p8J  
 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)。 2ci[L:U  
 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] &n9&k Em  
^p)#;$6b  
z;DNl#|!L  
Wz%H?m:g#  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ZmI0|r}QbY  
6. 分光器的设置 ,<k%'a!B  
z^vfha  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ox*1F+Xri  
7. 合束器的设置 dIW@L  
9fm9xTL  
xpX<iT>5u  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 o%7-<\qS  
D6-R>"}  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ~[%_]/#&%z  
 LAkBf  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 )pSA|Qt N  
By waD?  
1. 结果：利用光线追迹分析 EHN(K-  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 wx^Det  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 =p^$>o  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 yIhPB8QL  
4%2A
PvLW  
!c`&L_ "!  
 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。 k@ <dru  
 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。 ~7 `,}) d  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 yDfH`]i)U  

h4jo<yp\  
 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°。 |.VSw  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 hr;^.a^
  
4. 对准误差的影响：元件平移 )9^)t   
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 "
4\k1H"_  
 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。 1RJFPv  
T%% 0W J  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~Oa$rqu%m  
3_<l`6^Ns/  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ]!ox2m_U  
SV@*[r  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (?m{G Q  
d7Vp^^}(  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 D6Au)1y=&  
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。 6#7hMQ0&;O  
HdN5zl,q  
扩展阅读 .<zKBv  
1. 扩展阅读 FY^2 Y  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 V:w%5'^3  
 开始视频- 光路图介绍 N"}>);r  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 T?Kh'  
 其他测量系统示例： M^[;{p2uZ  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)