[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) N~An}QX|  
MO$dim>  
应用示例简述 y3O Nn~k  
|O]oX[~  
1. 系统说明 !*gTC1bvB  
h7S&tW GU  
 光源 #}A >B  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) L){rv)?="  
 元件 XHlx89v7  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 Y(]&j`%  
 探测器 #?z1cgCg  
— 干涉条纹 a,U =irBA  
 建模/设计 1+^L,-k!  
— 光线追迹：初始系统概览 !Fz9\|  
— 几何场追迹加(GFT+)： ~4mgYzOmD`  
 计算干涉条纹。 "=W7=V8w  
 分析对齐误差的影响。 RkJ\?  
uj-q@IKe  
2. 系统说明  F%6`D  
I$neE"wW  
9k^;]jE  
3. 建模/设计结果 1
5r<n  
3X{=*wvt  
4. 总结 J|Lk::Ri  
Wv"[,5 Z13  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 i)0*J?l=  
2WIbu-"l  
1. 仿真 [pmZ0/l  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 zk4yh%Cd_  
2. 计算 }@OykN  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ?#\?&uFJ}  
3. 研究 "$#x+|PyC  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 8*)zoT*A  
Ckvm3r\i2  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 -)?~5Z   
1`m ~c  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 9\Mesf1$o  
0sq/_S  
 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。 E+"INX7  
DSy,#yA  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 'mug,jM  
:M ix*NCf  
2. 说明：光源 ZH`6>:  
iAT&C`,(&  
G+'MTC_  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 R8\y|p#c  
 因此，相干长度大于1m : Ot\l  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 *D,+v!wG9  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 +B_q? 6pR  
!V@Y \M d  
~?-U J^#  
ozkN&0  
3. 说明：光源 ',6QL4qV/  
g=b[V   
68)z`JI|<)  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。  O\]CfzR  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ILF
"m;  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 :'Imz  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Tr/wG  
4. 说明：光学元件 A~I}[O~(pb  
f5wOk&G  
%'4dgk  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 $./JA)`  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 }%
$9nq3  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 fBD5K3  
 透镜材料为N-BK7。 8DLR  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 8xg:ItJaA0  
N;-+)=M,rf  
&E {/s  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $
CL=M  
,UWO+B]  
s;8J= \9W  
 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)。 vh?({A#>.E  
 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] .__X[Mzth3  
wvT!NN K2  
o~<fw]y  
vj?9X5A_  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] /o8`I m   
6. 分光器的设置 X?4
tOsd  
s}`=pk/FM  
 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 =,gss&J!!  
7. 合束器的设置 2c8,H29  
mtmBL2?  
vhWj_\m  
 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。 Cd|V<BB9
 
!c(B^E  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 {*jkx,|  
']Y:f)i#  
 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)。 Uy_`=JZ  
8.Y6r  
1. 结果：利用光线追迹分析 iOki ZN+d>  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Q$kSK+ q!  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 &~$^a1D6  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 &)xoR4!2  
3.R?=npA  
J#:%| F%  
 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。 S'6(&"XCH  
 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。 *QjFrw3  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^BNg^V.  
h"wXmAf4%  
 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°。 j24BB}mBB  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 [0MVsc=  
4. 对准误差的影响：元件平移 \:-; {  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 YM
1@B`yWE  
 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。 zJdlHa{  
5p=T*Y  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Eer rIV  
7*@qd&  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ]'T-6  
Zf?>:P  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 E>SnH  
4V<s"  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 rC/m}`b  
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。 EkjO4=~UC  
4Hk
Og)a  
扩展阅读 w(.k6:e  
1. 扩展阅读 9Z rWG  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 in#g  
 开始视频- 光路图介绍 hQ8/-#LO_  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 {!'AR`|  
 其他测量系统示例： rf]]I#C7  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)