[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) <HX-qN
A?  
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应用示例简述 *q9$SDm  
/SM#hwFxJ&  
1. 系统说明 )UU6\2^  
K0!#l Br  
 光源 E]Gq!fA&<  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Uc;IPS  
 元件 (YH{%8 Z0  
— 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 O#Ax P}  
 探测器 Dg4^ C  
— 干涉条纹 Gqu0M`+7  
 建模/设计 !~DkA7i55  
— 光线追迹：初始系统概览 @[N~;>  
— 几何场追迹加(GFT+)： ,3TD $2};.  
 计算干涉条纹。 ]tV{#iIJ*  
 分析对齐误差的影响。 k5\ zGsol  
/|^^v DL  
2. 系统说明 j{+I~|ZB,  
20xGj?M  
R}mWHB_h"  
3. 建模/设计结果 8k}CR)3@C  
24k}~"We  
4. 总结 Gi_X+os  

;Cpm3at  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g}`CdVQ2M<  
)n61IqrW  
1. 仿真 \
FX3=WW  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 \DdVMn  
2. 计算 ,(b~L<zN&  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ag4^y&  
3. 研究 G`K7P`m  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ^HKaNk<  
JugQ +0  
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。 (.t:sn"P  
q"vT]=Y}:  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 rMx_ <tXX  
C8SNSeg  
 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。 C'"6@-~  
c'4 \F9  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 C_&tOt  
SaScP  
2. 说明：光源 :~(^b;yhZ  
:zZM&r>  
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a  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 v<4X;4p^  
 因此，相干长度大于1m ^E8Hv  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Fsdn2{g8U  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 !S<~(Ujyw  
!SNtJi$;v  
XBBRB<l)  
t)ry)[Dxv  
3. 说明：光源 r F-yD1  
{=Y&q~:8v  
Kqjeqr@)  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 G]4+Qr?  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 jP]'gQ!-w  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 uSbg*OA  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 &wvv5Vd  
4. 说明：光学元件 W12K93tO  
rGO3  
YLr2j 7  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Z/;SR""wa  
 位相延迟平板材料为N-BK7。  ,1kV9_x  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 9tgkAU`  
 透镜材料为N-BK7。 Sy~Mh]{E  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 3sNq3I  
D~,R@7  
Gj?q+-d!(5  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 #,pL
Vt<  
C<)&qx3  
j_g9RmZT  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 @ vudeaup  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] G 0 yt%qHE  
e4P.G4  
djp(s$:{4  
w[_Uv4M  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] AEJm/8,T  
6. 分光器的设置 oE&[W>,x  
q fe#kF9  
 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 YWdvL3Bgk,  
7. 合束器的设置 `VbG%y&I  
_Fjv.VQ,  
lX7^LB  
 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。 ^m9cEl^:nQ  
AJ}Q,E  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 )}v2Z3:  
+d96Z^KUhv  
 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)。 VP&lWPA}\$  
Z5K,y19/~  
1. 结果：利用光线追迹分析 j.*}W4`Q_  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 y.2 SHn0  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 8Sa<I.l  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 (@9-"W  
j7zQ&ANF  
x$*OglaS  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 FS0SGBo  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 +{Ttv7l_2  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 a6C~!{'nW  
t/w>t! q  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 5Ml}m  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Yy]Henw;  
4. 对准误差的影响：元件平移 4k8 @u  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 mvxvX!t  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 c2QC`h(Wb  
fQdQ[  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 q.4DwY5 L  
GzX@Av$  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ~?FKww|_*J  
qmGB~N|N  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2_p
/1Rs  
e BPMT  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Om*Dy}  
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。
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QQcJUOxT9  
扩展阅读 3-0Y<++W3>  
1. 扩展阅读 d?JVB  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 |dO1w.x/  
 开始视频- 光路图介绍 sE% n=Ww  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ,fbO}  
 其他测量系统示例： YGB|6p(  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)