[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) AhbT/  
;+r)j"W  
应用示例简述 ecY ^C3+S  
6mI_Q2  
1. 系统说明 Y2=Brtc[@  
RS||KA])J  
 光源 uhC=  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) \pewbu5^  
 元件 n3l"L|W^(<  
— 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 a O"nD_7  
 探测器 j$|Yd=  
— 干涉条纹 XvA0nEi  
 建模/设计 G!e}j @@  
— 光线追迹：初始系统概览 yv!''F:9F  
— 几何场追迹加(GFT+)： }QWT
PRn  
 计算干涉条纹。 hdsgOu  
 分析对齐误差的影响。 ,IT)zCpaBP  
I9*BENkR  
2. 系统说明 MuFU?3ovG*  
A<YZBR_  
h87L8qh9  
3. 建模/设计结果 Zeme`/aBb  
G>q{~HE1  
4. 总结 282+1X  
+]S;U&vQ  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ArmL,  
(AM,4)lW,  
1. 仿真 _Y ><ih  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 SVg@xu+  
2. 计算 Z+``/Q]>+  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 g<hv7?"[  
3. 研究 WnJLX ^;  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移  &aevR^f+  
j qu
SR=  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 zNsL^;uT  
?) ,xZ1"  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +4:+qGAJ{  
M[ ~2,M&H  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 6t7;}t]t  
B GEJiLH  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ;GSFQ:m[  
Pv2nV!X6  
2. 说明：光源 2uc
F(^  
?CUp&L0-"  
o$blPTN  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 }*}`)rj,  
 因此，相干长度大于1m /[0 /8f6  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 :LIKp;  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 rt@-Pw!B  
y`B!6p 5j  
"mP*}VF  
e}Af"LI  
3. 说明：光源 uDE91.pUkr  
@Pb 1QLiz  
mk`cyN>m  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 SG|i/K|7  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 tFST.yT>zg  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 5k%N<e``  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 [-Dgo1}Qr  
4. 说明：光学元件 $jeDVH  
WlQ&Yau  
cdtzf:#q  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 h&k^l,  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 E-U;8cOMv  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 dW^_tzfF7  
 透镜材料为N-BK7。 G|G?h  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 U*R~w5W.[  
ETWmeMN  
dI0>m:RBz  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 dT@SO  
kJ<Xq   
%}]4Nsde  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 8apKp?~yW  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] iB`WXU  
C"` 'Re5)  
KlqJEtO_  
zS"zb  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
hPXVPLm7I  
6. 分光器的设置 4\'81"ei  
*6x^w%=A  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 FiU;>t<)  
7. 合束器的设置 ZLio8  
zm3MOH^a  
*
sIG&  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 \PMKmJX0O  
Y %D*O  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图  PN^1  
dZiWVa  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 gK#fuQ$hH  
gZ>orZL'  
1. 结果：利用光线追迹分析 -^xKG'uth  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 xE-`Bb  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 aj'8;E+  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 `# M.t);^  
09;'z  
F-7b`cF9[r  
 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。 K#C56k q&  
 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。 ^`r|3c0  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 *Qwhi&k  
Qbt>}?-  
 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°。 ,bwopRcA  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 7 }MJK)  
4. 对准误差的影响：元件平移 L\?g/l+k  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 mhkAI@)>  
 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。 =qR7-Q8B  
YM.IRj2/1  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 -[7,ph  
-5_xI)i
 
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 TN@JP
oH  
I;.E}k   
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )7%]<2V%  
U1!2nJ]  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 OO+#KyU  
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。 j72]_G  
="[](X^ l  
扩展阅读 7{6.  
1. 扩展阅读 +X(^Q@  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =2)$|KC  
 开始视频- 光路图介绍 F`V[G(f+r  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 i|{nj\6w^  
 其他测量系统示例： :w_1J'D}  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)