[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) fB[I1Z  
Oqeoh<y!\  
应用示例简述 {:c*-+?  
$x]'6  
1. 系统说明 ~}|)@,N'bm  
t{tcy$bw  
 光源 HF}%Ow  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) /02|b}{  
 元件 zC6,m6Dv  
— 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 s=Pwkte  
 探测器 xlF$PpRNM  
— 干涉条纹 j}Lt"r2F  
 建模/设计 p=jD "lq  
— 光线追迹：初始系统概览 N~L3 9  
— 几何场追迹加(GFT+)： ~p<o":k+Lv  
 计算干涉条纹。 FQ>KbZ
h  
 分析对齐误差的影响。 )s1W)J?8  
V*SKWP  
2. 系统说明 W!4(EdT*Cq  
}|MGYS)  
Epsc2TuH7  
3. 建模/设计结果 ac6Lv}w_  
D%kY  
4. 总结 vK)^;
T ;  
.]g>.  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U
)a}XRS  
F`-|@k  
1. 仿真 vttmSdY  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 |,L_d2lb  
2. 计算
w
QJY,|.  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #>C.61Fx  
3. 研究 2/O/h  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 =xScHy{$  
F)g.CDQ!c  
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。 {0F\Y+  
v??}d   
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 XZhuV<  
vBAds  
 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。 rr>*_67-:  
8nw_Jatk1  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 :a#Mq9ph!  
JaP2Q} &B  
2. 说明：光源 tK{2'e6x  
8xzEbRNJ)  
#FKo:id`K  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。
#n5q$  
 因此，相干长度大于1m I`:nb  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 TcA+ov>TD  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 l/0TNOA  
}6b=2Z}  
P3C|DO4  
Y}%=:Yt  
3. 说明：光源 C5m6{Oo+-  
#aUe7~  
.w2X24Mmb  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 fl>*>)6pm  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 rld4uy}m  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 |uVhfD=NG  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 FC+K2Yf1=0  
4. 说明：光学元件
'p,QI>  
=o]V!MW  
MB;<F  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Z'p7I}-qr  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 7c$;-O  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ^;4nHH7z-,  
 透镜材料为N-BK7。 ;hU56lfZ)X  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 G m40u/  
) '"@L7U  
nV'~uu  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ]X/1u"  
C^I
h"S  
](c[D9I!8  
 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)。 gK7j~.bb"  
 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] @q2If{Tk  
Zo  
e{@TR x  
~t\Hb8o  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] N4Yvt&  
6. 分光器的设置 B]oIFLED  
r#LoBfM;^A  
 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 mwLp~z%OX  
7. 合束器的设置 | W:JI  
\Ku6gEy  
NMb`d0;(  
 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。 \NwL#bQ~  
v{9< ATi  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ^50#R<Ny  
NidG|Yg~Z  
 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)。 Un\h[m  
-ZqN~5>j)  
1. 结果：利用光线追迹分析 4{H>V_9zs  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 fwB+f`w`  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 )P>Cxzs  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 l9 RjxO.~U  
+`g&J  
Gr6XqO_  
 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。 bj^YB,iSM  
 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。 7KU/ 1l9$9  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 :FOMRrf7.  
uTY5.8  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 .hW_P62\#  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 lgp-/O"T  
4. 对准误差的影响：元件平移 odAeBQy  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 %9hzz5#  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 [|<2BQX  
`iuo([E d  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @+1-_Q`s/R  
!X721lNP  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 VaQqi>;\  
]0<T,m Z  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 z;`o>Ja2  
!l1UpJp  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6u^MfOc  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 KMZ:$H  
& %4x  
扩展阅读 qv|geBW  
1. 扩展阅读 Nq %@(K  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 sE7!U|  
 开始视频- 光路图介绍 aV3:wp]Gn  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 LO
{{3No  
 其他测量系统示例： tEP~`$9  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)