[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) cR{#V1Z  
~@!bsLSMU  
应用示例简述 %)|s1B'd  
l.]xB,k  
1. 系统说明 B[}6-2<>?C  
N;R^h? '  
 光源 =v\.h=~~  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) n|hNM?v  
 元件 4 :v=pZ  
— 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 lFkR=!?=  
 探测器 ~>G^=0LT  
— 干涉条纹 jylD6IT  
 建模/设计 <$YlH@;)`a  
— 光线追迹：初始系统概览 Z,=1buSz_  
— 几何场追迹加(GFT+)： 5xBbrU;  
 计算干涉条纹。 6LZCgdS{  
 分析对齐误差的影响。 .X&9Q9T=#  
NRuNKl.v  
2. 系统说明 }b}m3i1  
uNyVf7u  
_GPe<H  
3. 建模/设计结果 3R/bz0 V>  
vI?, 47Hj+  
4. 总结 0_/[k*Re  
yu|>t4#GT  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 3%6?g*  
"tZe>>I  
1. 仿真 rOYx b }1  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 xo)P?-  
2. 计算 6Zo}(^Ovz  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _aphkeqd  
3. 研究 ~Ei<Z`3}7"  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ^OdP4m( >>  
("@!>|H  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ;a/E42eN;  
`^vE9nW7  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 hPh-+Hb  
im8CmQ  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 VTM/hJmwJ  
gUlo]!$  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 '"^'MXa  
bcyzhK=  
2. 说明：光源 .}t e
>]A*  
VVZ'i.*_3?  
GyIV Hby  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 @~e5<:|5#  
 因此，相干长度大于1m hxx.9x>ow  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 6863xOv{T  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 \+etCo   
_t$sgz&  
?[AD=rUC  
wJ]d&::@h  
3. 说明：光源 SBpL6~NW  
sK{e*[I>W  
dM5-;  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 8}[).d160  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 XSDpRo  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 7/H)Az@i45  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Ba,`TJ%y  
4. 说明：光学元件 |>Vb9:q9Po  
$`c:&  
uZ5p#M_  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 hM{bavd  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 PsYpxNr  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 eavV?\uV%  
 透镜材料为N-BK7。 zda 3 ,U2o  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 3mgD(,(^  
=&]L00u.  
@- xjfC\d  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Ey2^?  
!Ee:o"jG{  
x4 yR8n(  
 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)。 r" y.KD^  
 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] L#J1b!D&<6  
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[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] `Oa WGZ[  
6. 分光器的设置 $]d^-{|  
khe}*y  
 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 NOva'qk  
7. 合束器的设置 gJXaPJA{  
M-71 1|eGI  
]/Pn EU[  
 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。 8=l%5r^cq  
q
1,~  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 3u=g6W2 F  
t# i#(H  
 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)。 SU0 hma8  
X8|,   
1. 结果：利用光线追迹分析 0S"MC9beg  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 U/U
);frH  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 O-^Ma-}  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 se)TzI^]b@  
w{KavU5W  
Da|z"I 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。 AH^/V}9H  
 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。 80I#TA6C  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^c|/*u  
kmW4:EA%  
 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°。 7I}uZ/N  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ;p//QJB9  
4. 对准误差的影响：元件平移 *w&e\i|7  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ,bi^P>X  
 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。 jd:6:Fm  
HN"Z]/5j  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &~CI<\o P  
N7"W{"3D  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 .Mbz3;i0  
]M=&+c>H~  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
1Mzmg[L8  
9;{CIMg&  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 CJ}%W#  
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。 ?9/G[[(  
c{|p.hd  
扩展阅读 M%HU4pTW#o  
1. 扩展阅读 e ,(mR+a8  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 :TbgFQ86~  
 开始视频- 光路图介绍 ~ljXzD93Z  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 fhiM U8(&  
 其他测量系统示例： U
i~>SN>s  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)