[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) *KXg;777  
*I(g~p  
应用示例简述 @}e'(ju%R  
O(( kv|X4  
1. 系统说明 Yv`8{
_8L  
"k${5wk#Fl  
 光源 !j3V'XU#Zn  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) `>q|_w\e  
 元件 R "&(Ae?LR  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 Pj!{j)-tS  
 探测器 jbHk  
— 干涉条纹 N&0MA  
 建模/设计 QxGQF|  
— 光线追迹：初始系统概览 '1}rQqZ  
— 几何场追迹加(GFT+)： YW}1iT/H  
 计算干涉条纹。 Qw$"W/&X  
 分析对齐误差的影响。 Z`?<Ada  
.=>T yq  
2. 系统说明 `FImi9%F  
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-L  
LaE;{jY  
3. 建模/设计结果 id-VoHdK  
{1GW,T!#  
4. 总结 s'^zudx  
a.5s5g)8  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4Pljyq:  
P#H#@:/3  
1. 仿真 -?b@6U  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 !40t:+I  
2. 计算 RZfC?  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $p4aNC  
3. 研究 y
0qE::/H$  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6,xoxNoPP3  
(oxe\Qk  
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。 SPV'0* Z  
cLlfncI  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 33kI#45s  
e![Q1!r  
 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。 71tMX[x  
s8|#sHT  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 8mA6l0  
D,eJR(5I  
2. 说明：光源 'w%N(Ntq  
,l<-*yMD  
u,F d[[t  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 P:k(=CzZ@J  
 因此，相干长度大于1m e#^|NQ<'A  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 L>UYR++<6  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Jb-wvNJu  
ud:?~?j&w  
L1QQU  
l1cBY{3QD  
3. 说明：光源 Wsz='@XvB  
fnnwe2aso  
1|w,Z+/  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 73~Mq7~8  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 :,q3?l6  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 nu0bJ:0aLd  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 N0RFPEQ~  
4. 说明：光学元件 sW2LNE  
%Y Rg1UKY  
k7{fkl9|#  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 >q &ouVE  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 )+t5G>yKK  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 \Di~DN1  
 透镜材料为N-BK7。 ^y6Pkb P  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ~vl:Tb  
Mty]LMK  
%yw*!A1  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 nv$  
x}x@_w   
A}y1v;FB  
 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)。 {t/!a0\HS  
 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] u F*cS&'Z  
^YIOS]d>8#  
Y(SI`Xo[  
!RcAJs'  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ,Vs:Lle  
6. 分光器的设置 Zc4hjg  
j[U0,]  
 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 d7^XP  
7. 合束器的设置 f,
L  
(Z"Xp{u  
rFy9K4D  
 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。 Ba+OoS  
>Au<y,Tw  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 5ZKnxEW,(  

ABHZ)OM  
 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)。 $GO'L2oLwn  
\~)573'  
1. 结果：利用光线追迹分析 zBs7]z!eP  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 fcZOsTj  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Nz}Q"6L  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 `2fuV]FW  
blN1Q%m6  
w%_BX3GTO  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 |wb7`6g  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 JZXc
1R| 9  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 wwAT@=X*}  
cY"^3Ot%^  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 aXJe"IT.u  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 7}x-({bqy  
4. 对准误差的影响：元件平移 @iP6N  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 h@DJ/&;u@  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 2>!ykUw^O  
;Pa(nUE@  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >gSerDH8\  
8 Kk
pXaz  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 "QF083$  
}6bLukv  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 YiCDV(prT  
1wgu%$|d  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 tQ~B!j]  
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。 -&EmEXs%  
%pp+V1FH  
扩展阅读 ( 7?%Hg  
1. 扩展阅读 9A_7:V]_  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 o/zCXZnw#  
 开始视频- 光路图介绍 0hkuBQb\  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ,![=_d  
 其他测量系统示例： ;9PM?Iy[  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)