[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) |c>A3 P$=B  
!NOvKC!  
应用示例简述 jZY9Lx8o  
(3G]
-  
1. 系统说明 8>jd2'v{  
seH#v  
 光源 w4+bzdZ  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) whg?X&j\V  
 元件 pRdO4?l  
— 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 1z(y>`ZBq  
 探测器 dQFx]p3L  
— 干涉条纹 mE]W#?   
 建模/设计 =M9Od7\J  
— 光线追迹：初始系统概览 PFIL)D |G  
— 几何场追迹加(GFT+)： L``K. DF  
 计算干涉条纹。 WaWx5Fx+  
 分析对齐误差的影响。 5B(r[Ni b  
!$5U\"M  
2. 系统说明 BT+ws@|[  
"mE<r2=@  
dDk<J;~jGJ  
3. 建模/设计结果 !'C^qrh  
7[V'3  
4. 总结 ji2if.t@  
jX{lo
  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \9BIRY`  
lBTgI"n=eK  
1. 仿真 @ B3@M  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ~c3CyOab  
2. 计算 ZD0Q<8%
 
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 W~QZ(:IK  
3. 研究 zn3i2MWS  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,k@fXoW  
\d%SC<s  
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。 _"F(w"|  
y?aOk-TaRA  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 cEw/F0  
kF.PLn'iS  
 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。 n4CzReG  
U]ouBG8/  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 e}}xZ%$4|  
w>rglm&  
2. 说明：光源 8c3X9;a  
zYj8\iER  
P*(lc:  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 M>_S%V4a  
 因此，相干长度大于1m  c:~o e  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ScfW;  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 -i @!{ ?  
'&T4ryq3"  
,)Z^b$H]  
E( *$wD  
3. 说明：光源 :ZU  
c#`Z[  
o,Ew7~u  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 m&|?mTo>m  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 5'>(|7~%\  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 2@AC
mh  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 g[@
]OsX
 
4. 说明：光学元件 /tP"r}l   
Q9#$4  
8X*6i-j5E  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 OBN]bvCJ  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 1/w['d4l!  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Cg21-G.  
 透镜材料为N-BK7。 >&U]j*'4  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 'n.eCdj  
-_pI:K[  
l= !KZaH  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 w},k~5U^s  
UwdcU^xt9  
uu=e~K  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 %qfEFhRC  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] |n~,$  
R4QXX7h!  
;U}lh~e11  
tM]qR+  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] Z10#6v  
6. 分光器的设置  }e9:2  
M*+_E8Lh  
 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 W/{HZ<:.  
7. 合束器的设置 cD2}EqZ 9  
yZA}WTGe  
4( ^Ht  
 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。 MWsBZJR
r  
vVZ@/D6w  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 pt|u?T_+  
xk.\IrB_  
 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)。 1c+[S]7rY  
A^ t[PKM"  
1. 结果：利用光线追迹分析 QSEf  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 MBDu0 [c  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Gv6EJV1i  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ~N_\V  
$0sUh]7y  
HRje4=:  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 m/%sBw\rx  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 pz@_%IUS  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 SAc}5.  
4 K{4=uU  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 B]InOlc47  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 p^7ZFUP  
4. 对准误差的影响：元件平移 US0)^TKrj  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 vXRfsv y  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 do7 [Nj  
Iz!Blk  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 qnv9?Xh  
.0cm mpUNq  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 "f(iQI  
\qi=Us|=  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >j_,3{eJ  
*ukugg.  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ]f-< s,@  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 r2q
xi'  
^zO%O653  
扩展阅读 t!AHTtI  
1. 扩展阅读 PDzVXLpC  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 u==bLl=$  
 开始视频- 光路图介绍 \zR{D}aS  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 6#K1LY5}  
 其他测量系统示例： ke
2'?,f  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)