[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) [KDxB>R<{  
m5Bf<E,c  
应用示例简述 !MbzFs~  
:]3X Ez  
1. 系统说明 3JazQU  
,Oo`*'a[o7  
 光源 I-#H+\S  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 7ZcF0h  
 元件 z^Hc'oVXj:  
— 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 \#sD`O  
 探测器 2"/MM2s  
— 干涉条纹 1gI7$y+?  
 建模/设计 GgO5
=|  
— 光线追迹：初始系统概览 3?OQ-7,  
— 几何场追迹加(GFT+)： (d9~z  
 计算干涉条纹。 _]:b@gXUw  
 分析对齐误差的影响。 }{0}$#zu  
WMbkKC.{J  
2. 系统说明 _&KqmQ8$7  
a~o<>H  
K#"=*p,  
3. 建模/设计结果 VRo&1:  
+qi& ?}  
4. 总结 62xOh\(  
HU0.)tD  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?Y=aO(}=h  
ns[/M~_r  
1. 仿真 B-I4(w($  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 _"DC)  
2. 计算 %h.zkocM  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 so))J`ca)  
3. 研究 vu0Ql1  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 i4D(8;  
*CN *G"  
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。 1(' wg!  
[@$ SLl^Y  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 79DNNj~  
VZ]iep  
 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。 Z[O hZ 9  
HZrA}|:h  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 F
`=p/IAJK  
FvT&nb{  
2. 说明：光源 G?4@[m  
jaS<*_~#R
 
]2zM~  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 A;cA|`b  
 因此，相干长度大于1m }G4I9Py  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 KGt:  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 &X4anH>O  
2H%9l@}u  
y_PA9#v7  
cXXZ'y>FP  
3. 说明：光源 G1|1Z5r  
_z p<en[  
^[hAj>7_8$  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ^^q&VL  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 @ZEBtM%.O  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 txEN7!  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 t{;2$z
0  
4. 说明：光学元件 M)13'B
.  
WZa6*pF  
!~ o%KQt  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 QQ?t^ptv  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 OvH:3"Sdy  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 &5 7c!)  
 透镜材料为N-BK7。 V|Bwle  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 l|q-kRRjn  
x,nl PU  
Mi]^wCF  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 @9^OHRZX  
~[=<Os  
f )Lc
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 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 bQD8#Ml1  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] zJ
XK:/  
/xX7:U b  
stiF`l  
d&3"?2IQ  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] +~n:*\  
6. 分光器的设置 Nuqmp7C  
2ZxhV4\  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 \Zf=A[  
7. 合束器的设置 !B`z|#  
NV5qF/<M  
/? %V% n  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 @
]u@e4T  
6B]=\H  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 P!-RZEt$  
>5O~S
F.  
 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)。 }NDl~5  
ti61&)(  
1. 结果：利用光线追迹分析 &G2&OFAr]q  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 $WIE`P%  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 H+*3e&  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ZH~bY2^;  
pW+uVv,  
;_\yg)X,  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 h: yJ  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 NU=2*gM  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 #^$_/Q#C  
0n:cmML)D  
 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°。 k, N{  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 .B~}hjOZK  
4. 对准误差的影响：元件平移 4AN8Sx(  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 *zUK3&n~I  
 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。 <ll?rPio"  
+TbAtkEF*  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 3;buC|ky  
Q u2 ~wp<  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 e-*@R#x8+  
{9(0s| pr  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 3IRur,|'  
1\}XL=BE  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5r)8MklZ  
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。 ;8oe-xS\+  
LEM%B??&5z  
扩展阅读 xc*a(v0  
1. 扩展阅读 *rTg>)  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 MWme3u)D  
 开始视频- 光路图介绍 T1q27I  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ~~Bks{"BS  
 其他测量系统示例： N!c FUZ5]  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)