[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) 2;4]PRD6w  
+YkW[a\4  
应用示例简述 7G.o@p6$  
DB`$Ru@  
1. 系统说明 5L-lpT8P  
7}ws |4Y  
 光源 dP$8JI{  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Q(|PZng  
 元件 QqiJun_m  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 _[OF"X2  
 探测器 U g}8y8  
— 干涉条纹 [DZqCo  
 建模/设计 l'*^$
qc  
— 光线追迹：初始系统概览 mRhd/|g*  
— 几何场追迹加(GFT+)： F qeV3N  
 计算干涉条纹。 "1XXE3^^  
 分析对齐误差的影响。 z\f
W )/  
YDQ:eebg(  
2. 系统说明 `^7:7Wr]=  
C.J`8@a]?  
zL:&Q<  
3. 建模/设计结果 :}y9$p  
gq'>6vOj  
4. 总结 3 p
/b  
pOC% oj  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @$qOW  
pheE^jUr  
1. 仿真 b4>``n  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ?y~TCqV  
2. 计算 ))7LE|1l  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &v^!y=Bt  
3. 研究 ?X\3&Ujy$  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 CSMeSPOm]  
'_:(oAi,C  
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。 x_*%*H  
d1v<DU>M  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 opsQn\4DZ?  
)
4l>XlQ&  
 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。 4/S=5r}  
Sw~(uH_l  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 j'K38@M:MN  
M)&Io6>  
2. 说明：光源 J/2j;,8D  
U@G"`RYl  
bS.s?a  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 /~De2mq1  
 因此，相干长度大于1m qO-9 x0v#  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 6{q;1-8j+j  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ,CP5~4u  
0ZMJ(
C  
HPg3`Ul  
AS)UJ/lC  
3. 说明：光源 $ a?  
0}{'C5  
:\XI0E  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ui:=  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 x2co>.
i  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 WJ|:kuF  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 rcV-_+KE(B  
4. 说明：光学元件 ^$v3
eKA  
S}(8f!9<  
Z$p0&~  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 k.<3HU  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 y<pnp?x4  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 "-31'R-  
 透镜材料为N-BK7。 <a4TO8  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 +Y}V3(w9X  
/kgeV4]zR  
[}OgSP9i  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 y}FZD?"  
u:&o}[  
LCs__.  
 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)。 {Z> M  
 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] ^Dg<Ki  
]5}=^  
n`ViTwd]MQ  
&$'z  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] o!OMm!  
6. 分光器的设置 D-2.fjo9!  
).5RPAP  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 }lP;
U$  
7. 合束器的设置 k'T^dY&c  
lhH`dG D
 
ST5V!jz  
 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。 iYJZvN  
.1yT*+`  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 6KHN&P  
`Out(Hn  
 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)。 3*ixlO:qGk  
7j$Pt8$  
1. 结果：利用光线追迹分析 P`$!@T0=
 
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 t23'x0l  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 l[Q:}y  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 +k\Uf*wh  
/PzcvN  
-d+aV1n  
 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。 o:S0*  
 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。 @L/o\pvc  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 7ZxaPkIu&%  
NTo!'p:s  
 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°。 tZyo`[
La  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 &;i "P  
4. 对准误差的影响：元件平移 Jzkq)]M  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 asJ!NvVG'  
 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。 0 B@n{PvR0  
#KxbM-1=  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 d}'U?6ob  
N_eX/ux  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Q=mI9  
]rehW}  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )s_n  
,`D~py,  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 fKH7xu!V4+  
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。 1MlUG5  
!Ucjax~  
扩展阅读 54lu2gD'  
1. 扩展阅读 U>Ld~cw  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 cH' iA.  
 开始视频- 光路图介绍 N`@NiJ(O;  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 /1N6X.Zb  
 其他测量系统示例： b-ll  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)