[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) N"RPCd_  
AqQ5L>:Gq  
应用示例简述 _qk&W_u  
iD%a;]  
1. 系统说明 nLwfPj  
9ghUiBPiL:  
 光源 jA2%kX\6//  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) a(|0'^  
 元件 -Vb5d!(  
— 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 Isvb;VT9L  
 探测器 i"Hc(lg  
— 干涉条纹
(RrC<5"  
 建模/设计 lTN^c?  
— 光线追迹：初始系统概览 7BqP3T=&_  
— 几何场追迹加(GFT+)： =zrfh-lwH  
 计算干涉条纹。 ;.xKVH/@  
 分析对齐误差的影响。 C|g1:#0  
vA ZkT"  
2. 系统说明 0*kS\R=P  
}X=c|]6i^  
Voq/0,d  
3. 建模/设计结果 H/Ql  
0t"Iq71/  
4. 总结 ~,)D n  
0wSy[z4V  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g] ]6)nT  
%[~g84@  
1. 仿真 @}waZ?'  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,CPAS}kS  
2. 计算 r~7
}w4U  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `HYj:4v'  
3. 研究 @x A^F%(  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 "+`u ]  
I1s= =  
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。 JV4fL~  
j"pyK@v2B  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 E;'{qp  
7B5b +  
 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。 XhWo~zh"  
1=9GV+`n  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 CK|AXz+EN  
cH:&S=>h  
2. 说明：光源 -`z%<)!Y  
]mNsG0r6  
+R;LHRS%  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 $
T66%wX  
 因此，相干长度大于1m v_v>gPl,  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Ku uiU= (L  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ?|}qT05  
(]&B'1b  
3,*A VcQA  
:f_oN3F p  
3. 说明：光源 :9x]5;ma  
|f1^&97=+  
n;vZY  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 VQ2'a/s  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 h -091N  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 S5Pn6'w  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 *A}td8(  
4. 说明：光学元件 _/.VXW  
q@VIFmqY!  
hPGDN\#LD  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 %gSmOW2.c^  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ,+C?UW  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 mF4OLG3L0  
 透镜材料为N-BK7。 *u,xBC2C  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 :=!6w  
QR~4Fe  
cG@Wo8+  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 "WXUz  
-*ZQ=nomN  
-{z[.v.p  
 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)。 $3ZQ|X[|+  
 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] HB*BL+S06  
_F4=+dT|  
yzL9Ic  
>Lo'H
}[pF  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] -!M>;M@  
6. 分光器的设置 r9b(d]  
9U3}_  
 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 H<g8u{ $  
7. 合束器的设置 4R8Qn^  
**AkpV)  
s9+lC!!  
 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。 L>hLYIW  
e8xNZG;  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 I.~=\%Z{  
A5 4u}  
 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)。 4W E)2vkS  
MAX?,-x  
1. 结果：利用光线追迹分析 *g:Dg I 2  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 pV 8U`T  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 e~,+rM  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 P+_1*lOG  
Wap\J7NY  
XMxm2-%olP  
 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。 T0b/txS  
 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。 zc,X5R1  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 A5%Now;.cf  
":=h1AJY  
 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°。 ={
6vShG)m  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 rF{,]U9`  
4. 对准误差的影响：元件平移 &Akw V-  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 X_rv}  
 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。 v9f%IE4fX  
t
)O]0) s  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ku>Bxau4>  
<@4V G
 
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 fti0Tz'  
K4{[s z  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 OP_\V8=  
o(D_ /]'8  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Pe11azJ  
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。 dww4o~hO  
$t5>1G1j7  
扩展阅读 I.SMn,N  
1. 扩展阅读 a%an={  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ;{e'q?Y  
 开始视频- 光路图介绍 rV-Xsf7Z  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 Aaz:C5dtU  
 其他测量系统示例： {8%KO1xB  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)