[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) :7pt
=IA  
L4{+@T1A[  
应用示例简述 zI'c'X1,  
Y|aaZ|+  
1. 系统说明 Y{2L[5_1  
:@J.!dokF  
 光源 HQ^:5XH  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 5>&C.+A 9  
 元件 p0C|ECH  
— 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 WP4"$W
 
 探测器 z`Xc] cPi  
— 干涉条纹 3'[ g2JR  
 建模/设计 E*8).'S%k  
— 光线追迹：初始系统概览 >0I\w$L  
— 几何场追迹加(GFT+)： 8C<%Y7)/  
 计算干涉条纹。 9~}.f1z  
 分析对齐误差的影响。 n4 J*04K  
Fy^MI*}BZ  
2. 系统说明 y-)5d  
_+. )8   
J;Veza  
3. 建模/设计结果 `yrJ}f  
n4/Jx*  
4. 总结 I=&Kn
@^  
^q/_D%]C  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 A(wuRXnVWK  
F^X:5g~K  
1. 仿真 )%~<EJ*&Z  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 y\<\P8X  
2. 计算 6G<gA>V  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 io*iA<@Gx  
3. 研究 LRv[,]b  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 S&F  
'<&rMn  
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。 N m@UM*D  
2Z*^)ZQB  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 @tPptB  
4!DXj0^  
 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。 EGK7)O'W  
zC_@wMWB  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 n^%",*8gD*  
N6%M+R/Q  
2. 说明：光源 td(4Fw||1y  
~3qt<"  
#>O>=#Q  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 i3o;G"IcD  
 因此，相干长度大于1m CG[04y  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 %lSjC%Z'd  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 'Sjt*2blq  
.@3bz  
0v'!(&m  
w*B4>FYg  
3. 说明：光源 Q a3+9  
@Jr@ fF}  
f"0?_cG{%  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ,")/R/d  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 c_FnJ_++f  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 v?
`DP  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 YQ7tZl;:t  
4. 说明：光学元件 0i/!nke.  

"i~~Q'=7  

uui3jZ:  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 = K3NKPUI  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ~?uch8H  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 _vr;cjMI  
 透镜材料为N-BK7。 Yo[Pu< zR  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 C vWt  
{V5eHn9/Q'  
=Bb/Y`Q  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 btWvoKO*  
($[)Tcq*~  
wUcp_)aE|  
 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)。 n+:}pD  
 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] _X]S`e1F  
?$0t @E  
%)!b254  
4-Cca  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ~<q^4w.=7C  
6. 分光器的设置  @t<KS&  
B),Z*lpC  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 +z?SKc  
7. 合束器的设置 6tv-PgZ  
*{s 3.=P.  
IJv+si:k  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ]]8^j='P
'  
2~RG\JWTA  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 sH /08Z  
-9~WtTaV.H  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 OGn-~ #E  
J0,;F9<C#X  
1. 结果：利用光线追迹分析 1 JB~G7  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 =Bw2{]w  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 *PF=dx<8  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ^{l$>e]  
C7xmk;c w  
0. mS^g,M-  
 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。 i;mA|  
 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。 k07pI<a?  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 C] >?YR4  
'O[0oi&  
 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°。 "]ZDs^7  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 )Rr0f 8  
4. 对准误差的影响：元件平移 7j8Ou3  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 vz3#.a~2  
 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。 ^!sIEL  
Q$8&V}jVW  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 gt)wk93d>  
s0*@zn>h  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 6Eyinv  
p d(W(-`8!  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qUKSo9  
8=,-r`oNy  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 .T\_4C  
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。 9s&Tv&%VN  
OmLe+,7'  
扩展阅读 8ib%CYR  
1. 扩展阅读 ki'CW4x  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 4rrR;V"}  
 开始视频- 光路图介绍 qA5 Ug  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 J/B`c(  
 其他测量系统示例： 17F<vo>l%  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)