[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) 6$f\#TR  
En#Q p3  
应用示例简述 '*&dP"  
B"\9slX  
1. 系统说明 S0gxVd(  
<5 OUk  
 光源 H~mp*S  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Ctn?O~u  
 元件 e=s85!  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 >Yk|(!v  
 探测器 1E'PSq  
— 干涉条纹 wHQ$xO;vD'  
 建模/设计 =J]EVD   
— 光线追迹：初始系统概览 >3ZhPvE-p'  
— 几何场追迹加(GFT+)： bd-iog(  
 计算干涉条纹。 sKsMF:|OT  
 分析对齐误差的影响。 'Ha> >2M  
}p)Hw2  
2. 系统说明 xGbq,~_r  
vfvp#  
nf<I  
3. 建模/设计结果 zxIP-QaA  
qO8:|q1%;\  
4. 总结 *]h"J]  
`?WN*__["  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 5M~nNm[xJU  
^);M}~  
1. 仿真 |HYST`  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 E{e  
2. 计算 n-],!pL^  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ]];pWlo!  
3. 研究 IbL'Z   
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Yb_HvP  
h(~/JW[  
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。 njZ vi}m~  
YcclO  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 i=]
R1yP  
+F60_O `  
 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。 X am8h
 
WQze|b%  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 iM;Btv[|  
-u<F>C  
2. 说明：光源 IDD`N{EA  
1%R${Qhr  
M*D_pn&  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 %t!r pyD  
 因此，相干长度大于1m DR3om;Uk  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 K@xMPB8in  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 *i#N50k*j'  
zTfjuI|R  
'[%Pdd]! E  
do.>Y}d  
3. 说明：光源 He5y;5  
}cGILH%  
77sG;8HE  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :p@jslD
  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #I.~+M  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 dY0W=,X$7T  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 9a`~ K L  
4. 说明：光学元件 6SE^+@jR  
"=C~IW  
:<{15:1  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 jPZ+~:m+  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 2)\MxvfOh  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 E'D16Rhp  
 透镜材料为N-BK7。 &8Vh3QLEx  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 eN </H.bm]  
\b"|p%CL8  
'nh2}  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 bpU>(j  
`$FX%p  
,30lu a  
 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)。 :E|Jqi\  
 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] islHtX V
E  
I+.U.e^gx  
qUmSB"#Z  
^z{X
d|{"  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] tWzBQx   
6. 分光器的设置 Vj1V;d
Hv  
\),f?f-m  
 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 dMsS OP0E  
7. 合束器的设置 iHc(e(CB<  
Fq <JxamR  
oMLs22Do?  
 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。 e1JHN  
 "$J5cco  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2ib,33 Z  
R2{]R&wtn0  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 3X;>cv#B  
[*(1~PrlO,  
1. 结果：利用光线追迹分析 mS;WNlm\  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 C@]D*k  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ntPj9#lf  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 [bX^_ Y  
<&+jl($"  
B<-("P(q  
 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。 SB('Nqih  
 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。 f_LXp$n  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 0m.`$nlV-  
4 $Kzh  
 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°。 UY({[?Se  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 F@Wi[K  
4. 对准误差的影响：元件平移 =L1%gQJJ&  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 %(6+{'j~#  
 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。 aZ{l6  
tl*v(ZW  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 T]1.":   
<vV"abk  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 $0P16ZlPC  
# c1LOz  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Q<MxbHk9  
s 72y
u}  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 JBOU$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。 sGNHA(;  
CKe72OC  
扩展阅读 <Z_\2 YWA  
1. 扩展阅读 9e
P*N(m<  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 e];IQ|  
 开始视频- 光路图介绍 >c Tt2v  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 {6Nbar@3  
 其他测量系统示例： A/}[Z\C  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)