[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)  M*%iMz  
*r[PZ{D+  
应用示例简述 KpSHf9!&[  
'DVP
x%p  
1. 系统说明 c\n\gQ:LQ  
2LXy$[)7  
 光源 [03Aej  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) `^RpT]S  
 元件 )bqO}_B  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 =EFF2M`F  
 探测器 &g|-3)A  
— 干涉条纹 'r3I/qg*m  
 建模/设计 -(~CZ  
— 光线追迹：初始系统概览 gR%fv  
— 几何场追迹加(GFT+)： XD9lox  
 计算干涉条纹。 Qb/qUUQO;0  
 分析对齐误差的影响。 ![ Fb~Egc  
9FK%"s`  
2. 系统说明 9=Y-w s  
HjLY\.S  
|R DPx6!V  
3. 建模/设计结果 &Zd!|u  
Wcw$ Zv  
4. 总结 !fjDO!,!  
[.dF)I3  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~gmj/PQ0  
iq
=<L
Ox  
1. 仿真 *RivZ c9;P  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Fd9ypZs  
2. 计算 Y0 Ta&TYZ0  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &")ON[|b  
3. 研究 WL+
I)n8~  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *ax$R6a#X  
hr(E,TAe  
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。 ?x=;?7
 
#zyEN+  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 `~
F=  
+g>)Bur  
 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。 a)/!ifJ;  
3a_~18W  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ~s
x?
aiO  
O'*KNJX  
2. 说明：光源 9s7sn*aB#5  
[}}?a  
l`M{Ravvn*  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 )OS^tG[=  
 因此，相干长度大于1m +:+q,0~*]  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 =`Pgo5A  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 1 \:5ow&a  
TFjb1a,)  
ozy~`$;c  
:q/%uca9  
3. 说明：光源 <k+dJ=f  
a6cq0g[#z  
T%B&HsH  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Ru9QQaHE
 
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 slaYr`u  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 -<h4I aM  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 .zZee,kM  
4. 说明：光学元件 CB]#`|f  
)!z<q}i5  
| vL0}e  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 NitsUg@<  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 F9IrbLS9c  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 DybuLB$f  
 透镜材料为N-BK7。 wVX]"o  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 <[Oe.0SGu  
&c>%E%!"  
G<:_O-cPSv  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 K%iWUl;  
H\H4AAP5F$  
@)k/t>r(  
 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)。 jkTC/9AE|  
 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] 1k"<T7K  
^,O%E;g^#  
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/6",#B}%b  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 4@19_+3  
6. 分光器的设置 89hV{^  
?"04u*u3  
 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 L8R{W0Zr>!  
7. 合束器的设置 F#NuZ'U  
x# MMrV&M  
f3PDLQA  
 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。 j}u b  
;\a?xtIy  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 lgrD~Y (x  
XNbeYj  
 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)。 orBB
5JJ  
.Nk'y
ow  
1. 结果：利用光线追迹分析 4Ys\<\~d  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 WAq!_xE  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 }Um,wY[tK  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 zu/BDyF  
"qh~wKJ  
(:er~Y}  
 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。 (>]frlEU~  
 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。 uvG'Kx  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 !#&`1cYX  
^5E:hW[*  
 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°。 ~dXiyU,y2  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 (}B3df  
4. 对准误差的影响：元件平移 [/=Z2mtA  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 C*X=nezq  
 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。 L0\~K~q  
b I"+b\K  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 CH9Psr78  
&c[ISc>N{  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 k%D|17I  
:MaP58dhh  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 w`YN#G  
M"\Iw'5$  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 q!;u4J  
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。 :_8Nf1B+T  
F:7d}Jx  
扩展阅读 jWL%*dJrN  
1. 扩展阅读 ]A&pXAM  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 8/vGA=  
 开始视频- 光路图介绍 z{H=;"+rh  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 J5!-<oJ/  
 其他测量系统示例： eC{St0  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)