[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) }:$cK(|  
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应用示例简述 ]w*"KG!(  
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1. 系统说明 )x-b+SC  
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 光源 g{&5a(W&`  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) (Ypy}  
 元件 M+"6VtZH  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 'Oa3 6@  
 探测器 E}wT5t;u  
— 干涉条纹 lHiWzt u  
 建模/设计 bRo<~ rp%  
— 光线追迹：初始系统概览 zC50 @S3|  
— 几何场追迹加(GFT+)： , ['}9:f9  
 计算干涉条纹。 hcVu`Bn  
 分析对齐误差的影响。 2V~E <K-  
&5 7c!)  
2. 系统说明 AKk=XAGW  
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e'b*_Ps'  
3. 建模/设计结果 X5owAc6  
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4. 总结 mG)5xD  
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马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 "DN,1Q lCp  
stiF`l  
1. 仿真 d&3"?2IQ  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 +~n:*\  
2. 计算 (wj:Gc  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 '2X$. ^aW  
3. 研究 &mX_\w/%  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Y:CX RU6eD  
,nf}4  
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。 #cQ5-R-1  
|!FQQ(1b  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 b5MBzFw  
97Dq;  
 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。 2G.y.#W  
-1Tr!I:1  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 YCRE-5!  
4eWv).  
2. 说明：光源 (IV\sY  
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y Pcw  
BP..p ^EPN  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ]x)!Kd2>  
 因此，相干长度大于1m Hn >VPz+I  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 aV5M}:D  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 FS}b9sQ)  
Oj-\  
`M~R4lr  
g$]WKy(D  
3. 说明：光源 s(py7{ ^K  
)bM,>x  
N]FRL\K  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 P;"moluE;  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 4T3Z9KD!8  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 yKhI&  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Q z(n41@`  
4. 说明：光学元件 N.mRay,  
jyD~ER}J  
-ED} 6E  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 * WV=Xp  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 J4ZHE\  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 R?u(aY)P  
 透镜材料为N-BK7。 ' pgPQM<  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ?98
!2:'{9  
[.4{s  
(zFqb,P  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 dnomnY(*<  
M(L6PyEa!Y  
-i?gYF!G  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 n UmyPQ~  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] I?Iz5e-  
-E1-(TS  
WzstO}?P(  
|8f}3R 9  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ,c:NdY(,)  
6. 分光器的设置 ;N#}3lpLqg  
9h|6
"6  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 O*v&CHd3  
7. 合束器的设置 7;|"1H:cmw  
YzjRD:  
0Xb\w^  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 x</4/d  
^2}HF/  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 !-tw  
t$du|q(  
 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)。 Uj;JN}k  
;@=3 @v  
1. 结果：利用光线追迹分析 h,FU5iK|  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 zc8^#D2y&  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 mDK*LL5]W  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 hYpxkco"4'  
|` ~ioF  
l6#Y}<tq  
 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。 p/ xlR[  
 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。 3}FZg w .  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ..5~x~O  
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(,\~  
 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°。 }Q

4Vy  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 G+N1#0,q  
4. 对准误差的影响：元件平移 ^85Eveu  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Hmr f\(x  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 iXy1{=BDv  
a%.W9=h=M(  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 S>I` y]qlR  
- (WH+  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 yVnG+R&  
AE>W$x8P  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 F/ZFO5C%  
4ams~  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;Tr,BfV|Bf  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 D(ItNMcKu  
<c[\\ :Hh*  
扩展阅读 ld]*J}cw  
1. 扩展阅读 5c3-?u!  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ,93Uji[l  
 开始视频- 光路图介绍 :+DrV
\)  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 IrQ.[?C  
 其他测量系统示例： Xi%Og
\vm5  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)