[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) B7.<A#y2  
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应用示例简述 )YVs=0j  
Qk2*=BVh  
1. 系统说明 d(YAH@  
p`Ok(C_  
 光源 6!@p$ pm)a  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) GdM|?u&s"  
 元件 LfvNO/:,  
— 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 u p zBd]  
 探测器 $\#wsI(  
— 干涉条纹 XMF#l]P  
 建模/设计 ?aQVaw&L!7  
— 光线追迹：初始系统概览 bg2r  
— 几何场追迹加(GFT+)： P N(<=v&E  
 计算干涉条纹。 UNA!vzOb  
 分析对齐误差的影响。 -I:L6ft8  
x<5;#  
2. 系统说明 I@kMM12>c  
4}t$Lf_  
&hEkm  
3. 建模/设计结果 h ^Wm03w  
S]ed96V v  
4. 总结 .7HEI;4  
3F9dr@I.7  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 WeIi{<u8R  
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D[n>  
1. 仿真 yPf,GB"  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 m0*_  
2. 计算 O{Z bpa^  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 # ';b>J  
3. 研究 Hv*+HUc(:  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 &r!jjT  
?s]?2>p  
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。 m'eM&1Ba  
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`>YX  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ~PX#' Jr  
BSY7un+`:  
 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。 6n^vG/.M  
;m"R.Q9*  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `pXPF}T  
'/fueku  
2. 说明：光源 bLC+73BjC  
QSvgbjdE  
+ 7nA; C  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 eMjW^-RgE5  
 因此，相干长度大于1m iwfH~  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Lw6}bB`}  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 FXbalQ?^  
%.s"l6 W  
Sj;:*jk!h  
Qv@)WJ="-0  
3. 说明：光源 [?n}?0  
fK4NmdTV  
J6J; !~>_  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 1ifPc5j}  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 lmx'w  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ,Z(J;~  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 %`j2?rn  
4. 说明：光学元件 (y?`|=G-xT  
Y~ Nt9L  
8cbgP$X  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 41o~5:&  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 mk +BeK  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 B0!W=T\  
 透镜材料为N-BK7。 ^oZD44$  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^%x7:  
^S^7u  
AeEF/*  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 okD7!)cr=  
y73@t$|  
r%II
` i  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 k5)e7Lb(  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] C6c]M@6  
MU~nvs;:  
xJ)vfo  
-;t]e6[  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] d<v)ovQJ]  
6. 分光器的设置 XLFo
"f  
u/4|Akui  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 D4ud|$s1  
7. 合束器的设置 3
o^oq  
sme!!+Rd  
OEs!H]v  
 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。 q}%;O >Z  
&;oWmmvz{  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 0V?:5r<  
H3jb{S b  
 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)。 ch]Q%M  
F anA~  
1. 结果：利用光线追迹分析

JS!  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 x2H?B`5  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 #:M)a?E/%  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ){XG%nC  
>-YWq  
HtGGcO'bqg  
 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。 dtUt2r)6L;  
 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。 Y7 `i~K;  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 U)grC8 C  
w(vda0  
 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°。 [lX3":)  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 m'suAj0  
4. 对准误差的影响：元件平移 &l NHNu[  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 qddP-uN  
 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。 ,-{2ai_  
\!,@pe_  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 c`h/x>fa  
(@1*-4
l  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 l/w<R  
I!sB$=n  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Rw\S-z/  
CGkCLd*s]  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ~#jD/  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 2u|}gZts  
GS4 HYF  
扩展阅读 DEkFmmw   
1. 扩展阅读 UP}5Eh  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 L(i*v5?  
 开始视频- 光路图介绍 A9HJWKO  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ?4i:$.A Y  
 其他测量系统示例： *k#M;e  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)