[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) nvJ2V$  
j3!]wolY  
应用示例简述 7_AR()CM  
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TU  
1. 系统说明 m&'z|eN  
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 光源 ?~mw  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 6.%V"l   
 元件 K?y!zy  
— 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 HuX{8nla  
 探测器 Rwy<#9R[x  
— 干涉条纹 M5SAlj  
 建模/设计  IX|2yu4  
— 光线追迹：初始系统概览 oNgu-&  
— 几何场追迹加(GFT+)： }F*u 9E  
 计算干涉条纹。 ~[J&n-bJU  
 分析对齐误差的影响。 IT`r&;5  
{ .z6J)?J2  
2. 系统说明 ;'\{T#5)  
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;K'1dsA  
3. 建模/设计结果 2|fN*Wm  
:Kc}R)6  
4. 总结 `.0QY<;  
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马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]-6=+\]   
zuWfR&U|W  
1. 仿真
[WOLUb  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 DhQYjC[  
2. 计算 Q%xvS,oI  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 -L9I;]:KY  
3. 研究 iU5Aj:U3  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 \#bk$R@  
&ZjQa.-U>  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 DqLZc01>  
1 :xN)M,s  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 );LkEXC_'  
4XkSj9D~z  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ))M; .b.D  
zc<C %t[~y  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 VQ{.Ls2`Z  
DR."C+  
2. 说明：光源 XO)|l8t#$=  
Kvu0Av-7  
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 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =[O;/~J%:  
 因此，相干长度大于1m X-F|&yE~<  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 z0;+.E!  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 MZt~ Abt  
0Ywqv)gg  
3pSkk  
>Q0HqOq  
3. 说明：光源
l\=M'D  
l vuoVINEp  
~E2xIhV  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 )V!dmVQq{g  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ( }DCy23  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 O -a`A.  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 8^3Z]=(Q  
4. 说明：光学元件 zt1Pu /e  
DrD68$,QN  
hWGCYkuW  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :/HfMJ  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 \R>!HY  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 |w(@a:2kw  
 透镜材料为N-BK7。 :Mss"L820  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 3|/<
Pk  
' LT6%<|  

Y'NQt?h  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 sR`WV6!9  
^(p}hSLAfQ  
RlU=  
 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)。 o=`FGowF
 
 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] ,|4%YaN.3  
/J8'mCuC.  
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X@u-n_  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] v)(tB7&`=  
6. 分光器的设置 XgUvgJ  
hSmu"a,S  
 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%7b)t[y  
7. 合束器的设置 Y-%S,91O  
JF
x=X=C  
&xF 2!t`  
 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。 A&i   
* %p6+D-C  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 !=(~e':Gv  
|okS7.|I
X  
 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)。 pIh%5ZU  
3IqYpK(s  
1. 结果：利用光线追迹分析 > m GO08X  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ?@ ei_<A{  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 *pN,@ZV$  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 4C&L%A  
]p(jL7  
`jR;RczC  
 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。 ZFy>Z:&S,  
 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。 s}Q%]W  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 `vJ+sRf  
CCJ!;d;&87  
 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°。 hS4Ljyeg  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 rIz"_r  
4. 对准误差的影响：元件平移 Qc2_B\K^  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 z<~gv"  
 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。 ?U]/4]  
7kM_Ijd$  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 vVF#]t b|  
q2}<n'o+  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ': Gk~   
=4 &/Pr  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _s./^B_w!  
|2!/<%Yr`  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 8o~<\eF%  
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。 C !81Km5  
4 Yq|Z  
扩展阅读 O&93QN0  
1. 扩展阅读 Fl GKy9k  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 '\dau>  
 开始视频- 光路图介绍 *ms?UFV[r  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ?6@Y"5 z3g  
 其他测量系统示例： EAq/Yw2$  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)