[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) d|]F^DDuI  
eV^@kI4  
应用示例简述 7J./SBhB  
cEi{+rfZd|  
1. 系统说明 `R0>;TdT  
$4'I3{$  
 光源 c>{X(Z=2  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 6tI7vLmG  
 元件
m,aJ(8G  
— 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 8,=Ti7_  
 探测器 IyIh0B~i  
— 干涉条纹 Yi&;4vC  
 建模/设计 TbU\qcm]]  
— 光线追迹：初始系统概览 REB8_H"  
— 几何场追迹加(GFT+)： j[m\;3Sp  
 计算干涉条纹。 W"AWhi{h  
 分析对齐误差的影响。 KM< +9`  
!V$nU8p|  
2. 系统说明 jii2gtu'U  
,ZV<o!\  
gWqmK/.U.0  
3. 建模/设计结果 jpZX5_o  
HnUM:-6  
4. 总结 kf_s.Dedw  
\% !]qv  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 f'TjR#w  
03J,NXs  
1. 仿真 qD7(+
a  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,!F'h:   
2. 计算 71 hv~Nk/x  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 X|L.fB=  
3. 研究 KCq qwGM  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5*[zIKdt2  
l Vo](#W  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 1Ls@|  
].pz  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 n7 4?W  
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G1/f d  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。  S&]+r<  
2$yKa5SaX  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 n0 _:!]k^  
k<ku5U1|
 
2. 说明：光源 /$\yAOA'y  
t<$9!"  
.Di+G-#aEs  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 {3yzC  
 因此，相干长度大于1m <d#9d.<  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 YNn,{Xi  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 y^Oj4Y:  
+Nv&Qu%  
eg~$WB;1  
zv <,  
3. 说明：光源 8II-'%S6q  
DGO_fR5L  
]n${j/x  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 8*=N\'m],  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 rVzjLk
N^  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 )_NQ*m  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 }di)4=U9  
4. 说明：光学元件 "@Ra>qb  
o ]2=5;)  
w:r0>  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 L7G':oA_`p  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 rs~RKTv-  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 aN).G1  
 透镜材料为N-BK7。 9Wb9g/L  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 @NlnZfMu  
_Z#yI/5r  
\|@]XNSN  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 %&c[g O!Za  
szF[LRb  
1Nx%uz  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ~/!Zh  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] _p?lRU8  
igOjlg_Q  
p W:[Q\rSj  
qdCa]n!d  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]  8yOzD  
6. 分光器的设置  %3KWc-  
6f?5/hq  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 1FjA  
7. 合束器的设置 &1F)/$,v  
09_3`K.*  
i:&Y{iPQp  
 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。 k^ B'W{  
j()_ VoB1  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 }LM^>M%  
|ZJ]`qmZ  
 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)。 m qPWCFP  
-qs.'o ;2  
1. 结果：利用光线追迹分析 FGr0W|?v  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 j08G-_Gjn  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 2xni! *T+  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 qp"gD-,-o  
U/&?rY^|  
ykRKZYfsw(  
 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。 b?CmKiM%  
 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。 *=MC+4E  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 hnvn&{|  
+'=^/!  
 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°。 I=D`:u\H  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 )KaQ\WJ:  
4. 对准误差的影响：元件平移 HOsq _)K  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 k^C;"awh  
 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。 3.Ni%FF`  
bV@53_)N2  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 cI?dvfU?  
00%$?Fyk  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 CYEqH2"3  
'iXjt MX  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >LgV[D#=&o  
H6/@loO!Xy  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 MGX,JW>L  
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\c'  
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扩展阅读 M7eO
5  
1. 扩展阅读 oE"!  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 6IPhy.8  
 开始视频- 光路图介绍 e|):%6#  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 UB
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FX  
 其他测量系统示例： uTbI\iq  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)