[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) }ZSQ>8a  
K'iIJA*Sn  
应用示例简述 m]_FQWfet  
Kz<@x`0   
1. 系统说明 D9mz9
   
!}\4utHY  
 光源 5 )2:stT73  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ^[Ua46/"m  
 元件 *?+V65~dW  
— 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 Dlo xrdOY&  
 探测器 FEPXuCb  
— 干涉条纹 5G0
$  
 建模/设计 JxLf?ad.  
— 光线追迹：初始系统概览 yq_LW>|Z  
— 几何场追迹加(GFT+)： MC0TaP  
 计算干涉条纹。 f"7M^1)h2%  
 分析对齐误差的影响。 N$Y" c*  
.*$
OQA  
2. 系统说明 jEc|]E  
\ 6EKgC1  
2,vB'CAI  
3. 建模/设计结果 t:JI!DR  
zL5d0_E9  
4. 总结 `G1&Z]z  
j7FN\ cz  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;o/>JHGj  
(3[z%@I  
1. 仿真 [ rNXQ`/  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 } B396X  
2. 计算 Bb&^{7  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 wOQ#N++
C  
3. 研究 s{ V*1$e~  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 PUQES(&  
!@u>A_  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 _<$>*i R  
PCd0 ?c   
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 =O _z(  
%puLr'Y  
 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。 C ]Si|D
  
TGuiNobD  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 53HU.  
"I;C;}
!  
2. 说明：光源 hA 3HVP_  
$(s\{(Wn  
}],Z;:  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 R
jJU4q  
 因此，相干长度大于1m 8$|8`;I(  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 *5sBhx  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Nf+b"&Zh`  
a/~aFmu6b  
zeP}tzQO  
@=w<B4L  
3. 说明：光源 )f+U~4G&  
?EMK8;  
]DFXPV  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 #6+FY+/  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 IUGz =%[  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 r8xyd"Axy  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 0U66
y6  
4. 说明：光学元件 |5I'CNi\  
"Th$#3  
|6J ?8y  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 q,<[hBri-  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 2y0J`!/)  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 y`e4;*1  
 透镜材料为N-BK7。 3`hUo5
K  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 z^o1GY  
lIl9ypikg  
`Kp}s<  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 P%!q1`Eke(  
y''V"Be
  
Kq6qXc\x  
 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)。 @7|)RSBQz  
 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] ^'Zh;WjI7  
N7B}O*;  
m/N(%oMWB=  
~%GSsm\J  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] `w=!o.1  
6. 分光器的设置 ~y%7w5%Un  
JWSq"N  
 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 K!b>TICa:  
7. 合束器的设置 -9Xw]I#QR  
CU !.!cZ
{  
+2(PcJR~  
 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。 | VRq$^g  
;S=e%:zb  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Y;PDZbK3  
|Kn^w4mN  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Sh47c4{  
&@Yoj%%  
1. 结果：利用光线追迹分析 lMPbLF%_  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 +{bh  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 a!{hC)d*  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 N>T=L0`  
vev8l\  
g&8.A(  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 Ae3#>[]{  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 p!V)55J*  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 m&{rBz0  
'4Y*-!9  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 4t(QvIydA  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 )%1&/uN)  
4. 对准误差的影响：元件平移 B)(w%\M4^  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 akY6D]M  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 gGD]t;<u  
C(ZcR_+r$,  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U
voG<;  
,9+nfj  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 <C2c"=b  
T&e%/  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 |Yg}WHm  
(jt*u (C&Y  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 %0go%_  
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。 X]>[Qz)K^  
M|aQ)ivh3  
扩展阅读 lp3(&p<:  
1. 扩展阅读 eq7C]i rH  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 *GB$sXF  
 开始视频- 光路图介绍 ook' u}h  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 rUhWZta  
 其他测量系统示例： ],WwqD=  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)