[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) zsEc(  
APn
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应用示例简述 p,5i)nEFj  
59LZv-l  
1. 系统说明 y2Q&s9$Do  
=57>!)  
 光源 2@n{yYwy  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) }Sm(]y  
 元件 XO>KZV7)  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 dc+>m,3$  
 探测器 R$h<<v)%  
— 干涉条纹 {g'(~ qv  
 建模/设计 IA fcT!{  
— 光线追迹：初始系统概览 g+8OekzB5  
— 几何场追迹加(GFT+)： [SjqOTon{  
 计算干涉条纹。 ttaM.  
 分析对齐误差的影响。 i^/T  
MD}w Y><C  
2. 系统说明 }kw#7m54  
.Yamc
#A-  
yJ[0WY8<kC  
3. 建模/设计结果 AVsDt2A  
e[{0)y>=  
4. 总结 S*,17+6dV  
+RHS!0  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +C^nO=[E  
Z\(q@3C  
1. 仿真 YU'k#\gi*  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 vz@A;t  
2. 计算 [$ubNk;!z  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #>a\>iKQ2q  
3. 研究 bt@< ut\  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ")1:F>  
vSGH[nyCY  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 i7CX65&b  
[CTnXb  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 F;
Spi  
T )&A2q  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 =bAx,,D#  
6lZ3tdyNo  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 1>.Ev,X+e  
WSPI|#Xr%  
2. 说明：光源 CmWeY$Jb  
O"+gQXe  
"-E\[@/  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 _kC-dEGf!y  
 因此，相干长度大于1m w$>u b@=  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 FBG4pb9=~  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 oe ~'o'  
#]-SJWf3  
 >^O7  
tb 5`cube  
3. 说明：光源 mwO6g~@`  
qRu~$K  
qfX6TV5J}!  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 mupT<_Y  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 xPdG*OcX!  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 i[i4h"$0  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 .S EdY:  
4. 说明：光学元件 XjBW9a  
gZV
c 5u<  
\a<wKTkn  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ufj,T7g^  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 #j;^\rSv-  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 SA:Zc^aV  
 透镜材料为N-BK7。 T%+#xl  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 j<upRS,$  
-$\y_?}  
k``_EiV4t  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 >k|5Okq g  
XM
Z,Y
7  
'z8pzMmT  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 +8T?{K  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] pR
<`H'  
cF*TotU_m  
`Uq#W+r,  
#{0HYg?(f  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] n>z9K')  
6. 分光器的设置 oueC  
bt SRtf  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 'I|v[G$l
 
7. 合束器的设置 _r#Z}HK  
.Cv6kgB@c  
_=>He=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。 `K"L /I9  
_IMW{  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 &md`$a/  
'B$
yo]  
 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)。 cbjs9bu  
T}Tp
$.gB  
1. 结果：利用光线追迹分析 85= )lu  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 alJ)^OSIe  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。  y`iBFC;_  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 $V
;i '(&7  
k:i4=5^*GX  
,O5NLg-  
 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。 W_293["lS  
 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。 810|Tj*U%  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 -12UN(&&Z  
2YL?,uLS  
 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°。 Z9E\,Ly  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Vsr.=Nd=  
4. 对准误差的影响：元件平移 >dXGee>'M  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Q>qUk@  
 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。 (M|Dx\_  
y8y5*e~A-)  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 3m[vXr?  
b)#hSjWO#  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 sfH_5 #w  
W.jGGt\<\  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \
<h0Q,e  
$QF{iV@6d4  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 <\y@*fg+  
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。 y
qs4[C  
`cn#B BV  
扩展阅读 x^qVw5{n  
1. 扩展阅读 ~%F9%=  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 &3>)qul  
 开始视频- 光路图介绍 hF?1y`20  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 KM0ru  
 其他测量系统示例： ;LfXi 8)  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)