[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) y?[ v=j*U  
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p}?b5Q  
应用示例简述 oibsh(J3  
p#ol*m5wE  
1. 系统说明 yQ_B)b  
(|[2J3ZET  
 光源 <":;+Ng+  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) H
bj,[$Jb  
 元件 EY^1Y3D w0  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜  AsQ)q  
 探测器 6_J$UBT
 
— 干涉条纹 j-4VB_
N@  
 建模/设计 *"+=K,#D  
— 光线追迹：初始系统概览 0ZT5bg_M  
— 几何场追迹加(GFT+)： G! ]k#.^A,  
 计算干涉条纹。 )#BMTKA^  
 分析对齐误差的影响。 c&r70L,  
mPOGidxix  
2. 系统说明 >QjAoDVX?  
sT !~J4  
%zA;+s$l  
3. 建模/设计结果 !S^AgZ~  
*S]Ci\{_  
4. 总结 1{r3#MVL  
4H,`]B8(D  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 *EOdEFsR/  
i'a?kSy  
1. 仿真 931bA&SL=/  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 %b%-Ogz;4  
2. 计算 7Fz
A*  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 t|H^`Cv6  
3. 研究 Ov};e  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 D2<fw#  
I~q
#eO)  
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。 aDq5C-MzG  
k&&2Tq
  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 GS0;bI4ay  
CpA|4'#  
 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。 =q>'19^Jx  
'= _/1F*q  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 y-T| #  
%dRo^E1p  
2. 说明：光源 DQNnNsP:M-  
lphFhxJA{  
3[\iQ*d }B  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 M9Cv
wMi  
 因此，相干长度大于1m ZRv*!n(Ug<  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 e&simX;W  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 TkE 8D n  
Fw/6?:C}O6  
FYOD Upn  
N96jJk  
3. 说明：光源 
!,l9@eJQ  
3;)>Fs;  
B.wYHNNV  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 yW+yg{Gg:  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 oeKHqP wg  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 wHsYF`  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 {s)+R[?m<o  
4. 说明：光学元件 b_,|>U  
I[=j&rK`  
2{]`W57_=  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 J cg,#@  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 a#^B2  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ;lq;X{/  
 透镜材料为N-BK7。 aHs^tPg  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 XOxr?NPQ^  
t2E
Hrji~  
w<C#Bka  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 X- pqw~$  
s4G|_==  
uG?_< mun  
 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)。 O>qll6]{@  
 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] bsuus R9W  
1)9sf0LyU  
F ;{
n"3<  
'HT7_$?*  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] $h^wG)s2P  
6. 分光器的设置 %d
JX-sm@  
6^%UU o%  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 BsBK@+ZyI  
7. 合束器的设置 ML:Q5 ^`  
vK 7^*qr;j  
0F@"b{&0  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ]Nj
X?XdX<  
wkP#Z"A0~  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 0="%Y^N  
,pqGX3  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 jL(qf~c_  
4/mig0"N.  
1. 结果：利用光线追迹分析 +hvO^?4j  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。
OH;b"]  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Nqw&< x+  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 TS/.`.gT  
RD\  
y(Y!?X I  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 &f!z1d-qg?  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 K
|Ld,bq  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 #6ri-n  
5:O-tgig.  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 ;w:M`#2  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 MG[o%I96  
4. 对准误差的影响：元件平移 ;epV<{e$q4  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 8dV=[+  
 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。 7#@cz5Su  
lCAIK  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9&upujVS  
}-ftyl7  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 `jzTm
t  
I([!]z  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ul
u9'ch  
?dD&p8{  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ~7Ts_:E-  
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。 C3< m7h  
fNb`X  
扩展阅读 -`<kCW"  
1. 扩展阅读 3BB%Z6F  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 {S,l_d+(  
 开始视频- 光路图介绍 (ohq0Y  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 )_mr! z(S  
 其他测量系统示例： ,stN  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)