[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) X^C $|:  
_I%mY!x\`  
应用示例简述 a?)g>e HN  
D"K!ELGW  
1. 系统说明 JEfhr  
ZJQkZ_9@2  
 光源 sA }X)aP  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) qJ$S3B  
 元件 akQb%Wq  
— 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 \\/ !I   
 探测器 hP/uS%X   
— 干涉条纹  c70B  
 建模/设计 E8o9ufj3  
— 光线追迹：初始系统概览 s%
?<:
9  
— 几何场追迹加(GFT+)： xG(:O@  
 计算干涉条纹。 K,*IfHi6[  
 分析对齐误差的影响。 x!onan  
th=45y"C  
2. 系统说明 UHDcheeRD  
efh1-3f  
"?YpF2pD  
3. 建模/设计结果 "H{#ib_c_  
QY
Wl`Yqf  
4. 总结 [{J1b  
}80n5X<9  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 FFH{#|_1  
n4 Y ]v  
1. 仿真 *JaFt@ x  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 YC}$O2  
2. 计算 s'@@q  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Pv@;)s(-  
3. 研究 _"'-fl98*  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1xwq:vFC.  
[92bGR{  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 .gI9jRdKw  
qxD<mZ@-R0  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 %;G!gJeE  
y] ~X{v  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 x[%% )[d  
S[uHPYhlA  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ::8E?c  
3
K_!:[  
2. 说明：光源 LZu_-I  
O0"&wvR+5  
NO)vk+   
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 @yjui  
 因此，相干长度大于1m 5{6ebq55"  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 0M>%1*  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 KL*UU,qU  
vGPaWYV  
z~a]dMs"(P  
?r~](l   
3. 说明：光源 9$'Edi=6  

g:c @
  
[h2V9>4:  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %K]nX#.B&  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 dzMI5fA<_  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ts0K"xmY\c  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 k)USLA  
4. 说明：光学元件 cl-i6[F  
w@2LFDp  
ihhnB  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 !PrO~  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 `24:Eg6r  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 #$%gs]  
 透镜材料为N-BK7。 P.1iuZ "w  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 HM1y$ej  
O^gq\X4}  
}fs;yPl,  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Dy^4^ J5+  
Cj):g,[a  
!ZV#~t:)  
 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)。 V1;Qt-i  
 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:rn95;  
5cQBqH]   
ArU>./)Q  
?8C+wW  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] tg5jS]O  
6. 分光器的设置
Gb\7W  
M+^K,  
 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 +CNRSq"  
7. 合束器的设置 @]#+`pZ4A  
LDvF)Eg  
iVu+ct-iv  
 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。 l7J_s
?!j  
[I4FU7mpH  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 %dT%r=%Y  
v981nJ>w,  
 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)。 |_2ANWHz  

-{b1&  
1. 结果：利用光线追迹分析 d8RpL{9\7  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 v V^GIWK  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 3Yj}ra}  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 X0Oq lAw  
Sc~kO4  
|f?C*t',  
 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。 *E)Y?9u"  
 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。 e<^4F%jSK  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 T*T.\b  
x(7K3(#|  
 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°。 r&3fSx9  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 hy)RV=X  
4. 对准误差的影响：元件平移 V!<#
E)-?<  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Xp?Z;$r$  
 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。 NJtB;  
rzBWk  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :A{-^qd(  
? sewU9*  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 "DN`@  
\4p<;$'  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )eV40l$ M  
Ul'G g  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 4 z`5W,  
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。 pq&c]8H  
`WW0~
Tp3  
扩展阅读 SA7,]&Zb  
1. 扩展阅读  Fszk?0T  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Cp* n2  
 开始视频- 光路图介绍 <C{5(=
X{  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 y d$37G|n  
 其他测量系统示例： j&mL]'Zy  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)