[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) :~dI2e\:  
c=\H&x3X  
应用示例简述 $+Vp
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g{$F;qbkO  
1. 系统说明 Q.])En >i  
s*.&DN  
 光源 BJI"DrF  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Cdbh7  
 元件 "A%JT3  
— 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 *mj3  T  
 探测器 [%yCnt  
— 干涉条纹 y6 _,U/9
 
 建模/设计 aMycvYzH  
— 光线追迹：初始系统概览 #[aHKq:?b  
— 几何场追迹加(GFT+)： T@,tlIM  
 计算干涉条纹。 !W
on<:.[0  
 分析对齐误差的影响。 fp2.2 @[  
sas:5iB5  
2. 系统说明 Ju 0  
CYWL@<p,  
s.uV,E*wu  
3. 建模/设计结果 c2fbqM~  
~^pV>>LX|  
4. 总结 is [p7-  
982n
G-"  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;`MKi5g  
VOK0)O>&  
1. 仿真 =]
yzy:~ey  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 5t&;>-A'?'  
2. 计算 BK16~Wl  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 E[N3`"  
3. 研究 V:vYS  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 D4fHNk)kZ  
.gK>O2hI  
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。 ?* %JGz_  
{[%kn rRJ  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Q(J6;s#b  
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^^U[  
 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。 Tf1G827  
 wN4N2  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Sx", Zb  
+vh 4I  
2. 说明：光源 -*I
Dzm  
hLf<-NM  
tEXY>=  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 `swf~  
 因此，相干长度大于1m hs5aIJ  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 }pzUHl>  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 g*nh8  
mlmp'f  
VS{po:]A  
qfQg?Mr  
3. 说明：光源 H3{FiB]  
U:n3V  
yRt>7'@X  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 utDjN"  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 >w~Hq9  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 hkhk,bhI  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ogrh"  
4. 说明：光学元件 Fuuy_+p@G  
l&f"qF?  
xy$agt>j>  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 B]o5HA<k  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 G(~ s(r{%I  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 cU^Z=B  
 透镜材料为N-BK7。 I#m0n%-[  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 nYc8+5CcK'  
zFn-VEJ)  
6ofi8(n[  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Y%B:IeF}  
A
D
,  
y)B>g/Hoh  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ?Thh7#7LM  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] mjwh40x.o  
6/Pw'4H9$  
iksd^\]f  
lLb"><8a  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] G{ 9p.Q  
6. 分光器的设置 tTzPT<  
!BocF<UE  
 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 k_^|%xJ  
7. 合束器的设置 srbU}u3VZ  
bCv^za]P6  
GRt1]%l#$  
 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。 tS2Orzc>,  
U{+<c [  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 EO<{Bj=2  
8hK\Ya:mP  
 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)。 y$f{P:!"{3  
a=m7pe^  
1. 结果：利用光线追迹分析 zuq7 x7
 
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 wstH&^  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 VhWF(*  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 h]6"~ m  
_Py/,Ks.q  
'DB4po.   
 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。 u0)~Im,X  
 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。 Ax9a5;5WM  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^,?dk![1Cv  
wcdD i[E>i  
 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°。 w A0$d  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 o IUjd  
4. 对准误差的影响：元件平移 5L'bF2SI  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 jP]I>Tq  
 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。 VeJM=s.y7  
[%8t~zg  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 zSpL^:~  
vbDSNm#Yv  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 9vAY|b^  
W' DpI7  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `eF&|3!IYQ  
$qoh0$  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *$t<H-U-  
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。 [_jd  
cWd\Ki  
扩展阅读 E!~Ok  
1. 扩展阅读 *@XJ7G[  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 AjTkQ)  
 开始视频- 光路图介绍 %[x oA)0!  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 HF3W,eaqK  
 其他测量系统示例： [r,ZM  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)