[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)
v^W?o}W  
(4ci=*3=  
应用示例简述 qM>OE8c#/  
$Kz\ h#}  
1. 系统说明 HwW[M[qA  
udD*E~1q  
 光源 W(a'^ #xe  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 5u)^FIBj  
 元件 A Ok7G?Y  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 d=(Yl r  
 探测器 s$>m0^  
— 干涉条纹 9Ir~X|}\iL  
 建模/设计 J)8pqa   
— 光线追迹：初始系统概览 Z"~6yF  
— 几何场追迹加(GFT+)： r(1pvcWY-  
 计算干涉条纹。 'RV\}gqZ  
 分析对齐误差的影响。 ,rFLpQl  
t7oz9fSz=?  
2. 系统说明 k;fnC+Y$s  
[> &+*c  
(2S!
$w%  
3. 建模/设计结果 xeYySM=  
^dUfTG9{  
4. 总结 FJjF*2.  
Tt<-<oyU.  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Tc3ih~LvG  
Og$eQS  
1. 仿真 h"BhTx7E}  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 dVVvG]
  
2. 计算 +wz`_i)!  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $: 4mOl  
3. 研究 c(Uj'uLc  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1!;"bHpk  
ZaRr2Z:!  
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。 |,a%z-l  
#>E3'5b   
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +2V%'{:  
1(:b{Bl  
 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。 dWW-tHv#  
9!O+Ryy?\  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 o}mhy`}  
kol,Qs  
2. 说明：光源 ,WO%L~db  
f $.\o  
C NzSBm  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 *%Nns',  
 因此，相干长度大于1m c<+g|@A#  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 AF*ni~  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 GFQG(7G9  
4[5lX C  
A{i][1N  
nj~$%vmA  
3. 说明：光源 iJCY /*C}  
q*F~~J!P  
Ypn%[sSOp  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 I*+LJy;j
 
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 H
;TOPtt2  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 .`p<hA)%[C  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 %67G]?EXB  
4. 说明：光学元件 M]6w^\4j9  
Eo7 _v  
M73VeV3DL  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -+ ]T77r  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 8`AcS|k  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 %2@ Tj}xa  
 透镜材料为N-BK7。 (6ohrM>Q  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 mc0sdb,c$  
5bF9IH  
A=v lC?&Z  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [0%yJH  
f7_\).T  
<?>I\  
 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)。 PSP1>-7)w  
 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] Njy9JX  
B&%L`v2
[  
AND7j
En  
K)Df}fVOc  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] */%$6s~  
6. 分光器的设置 `G"|MM>P  
3i]"#wK  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 oglXW
8  
7. 合束器的设置 Hl^aUp.c  
RlI W&y  
P;)2*:--)  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ys&"r":I  
}"%!(rx  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 %mK3N2N$  
['51FulDR  
 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)。 ^w;o

\G  
#6*V7@9]3|  
1. 结果：利用光线追迹分析 Z-4K?;g'k  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 -vv
 
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 BpQ;w,sefq  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 =,&u_>Dp  
$\0cJCQ3  
o :.~X  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 "?oo\op  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 ppwd-^f3j  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 |QnUK5D$  
17V\2=Io  
 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°。 $Qn&jI38  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 96.IuwL*.s  
4. 对准误差的影响：元件平移 uuI3NAi~  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 89*S?C1  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 #t"9TP  
T5K-gz7A  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #@nZ4=/z  
L/qZ ;{  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 RtW4n:c  
r:fwrC  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &M0o&C-1/  
EsT0"{  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 keT?,YI  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 7ZF}0K$^B  
}U2[?  
扩展阅读 '4J&Gpx  
1. 扩展阅读 `y1BTe&  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 0^J*+  
 开始视频- 光路图介绍 \1=T sU&^  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 hWe}'L-  
 其他测量系统示例： @Djs[Cs<*  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)