[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) vbd ;Je"  
#%GBopv  
应用示例简述 BHz_1+d  
yAGQD[ih  
1. 系统说明 E}w5.1  
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1h.F  
 光源 _{if"  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) N>L)2WKFT  
 元件 #l)o<Z  
— 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 NV{= tAR  
 探测器 R^@`]dX$  
— 干涉条纹 XH0Vs.w  
 建模/设计 l8Yr]oNkz  
— 光线追迹：初始系统概览 S~z$=IiB  
— 几何场追迹加(GFT+)： A0.xPru1p  
 计算干涉条纹。 xV`)?hEXFh  
 分析对齐误差的影响。 0:`YY8j1k  
OPq6)(Q  
2. 系统说明 dEf5x_TGm  
Eos;7$u[  
k|]l2zlT  
3. 建模/设计结果 .d#Hh&jj  
$y<`Jy]+)~  
4. 总结 ZS3T1 <z  
H`3w=T+I  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 iRW5*-66f  
H-WNu+  
1. 仿真 G'HLnx}Yi  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 "AWk jdj  
2. 计算 uuUjIZCtz  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 /'v!{m  
3. 研究 Uq%|v  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 {c1wJ  
Z>NA 9:  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 g*9&3ov  
+~ S7]AZ  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +tlbO?  
"1P2`Ep;  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 q{yzu
x  
=/xXB  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ZkMH
y1  
4g.S!-H@R  
2. 说明：光源 jNIz:_c-~  
i-k(/
Y0  
k'[\r>T  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <(qdxdUp  
 因此，相干长度大于1m ov>`MCS,v  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 )pey7-P7g5  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 =Y3
d~~  
Y(R],9h8  
DEv,!8  
b DF_  
3. 说明：光源 wp/x|AV  
!\&4,l(  
+hT9V1'-D  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 (ub
K i[)  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 J2`OJsMwWe  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 \>eFs} Y/  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 %#]/]B/4  
4. 说明：光学元件 /hyCR___  
okW'}@jD  
ZQJh5.B  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 S7hfwu&7F  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 \g@jc OKU  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 )T^aJ-Uf  
 透镜材料为N-BK7。 }M\G  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 %bnjK
#o"Q  
C4C!-12  
%__.-;)o  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Cmj `WSSa  
9l7 youZ]  
ewinG-hX_  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 o\yqf:V8  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] rmnnV[@o  
=u&NdMy  
|1 LKdP  
>LB x\/  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ZW8;?#_  
6. 分光器的设置 ~/R}K g(  
m9m~2   
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 <=~'Pd-f(  
7. 合束器的设置 ]h&?^
L<.  
*WXqN!:  
Yf^/YLLS  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 Z@:R'u2Lk  
V P4ToYc  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 O/4)aW3B  
n!XSB7d~X  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 |.U- yyz  
V=H}Ecd  
1. 结果：利用光线追迹分析 xZ&S7G1  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 kC6s_k  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 C}mWX7<Z.  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 9
!6yo  
K,GX5c5  
1HNX6  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 vro5G')  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 s=|&NlO$  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 \~q cYp  
i(>v~T,(  
 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°。 qS+Ilg  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 3H
47 vm(`  
4. 对准误差的影响：元件平移 =R\-mov$  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 /T2f~1R  
 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。 pDx}~IB  
A&fh0E (t  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Th//uI+  
Pi|oO-M  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 6Bm2_B  
6hm6h7$F1  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 KbV%8nx!!  
6ypqnOTr  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 X{riI^(  
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。 cM'5m  
T)B1V,2j=  
扩展阅读 zuZlP  
1. 扩展阅读 ;w}5:3+  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 4==LtEp  
 开始视频- 光路图介绍 *8CE0;p'k  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 +nslS:(  
 其他测量系统示例： aw:0R=S,>  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)