[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) `C'}e  
2 sSwDF  
应用示例简述 E1W:hGI  
t _\MAK  
1. 系统说明 yWHne~!  
p@tp]u`7  
 光源 %dmfBf Ev  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ;0j*>fb\q7  
 元件 `d*b]2  
— 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 e2Jp'93o'  
 探测器 btQet.  
— 干涉条纹 j9xXKa5  
 建模/设计 hTTfJDF  
— 光线追迹：初始系统概览 uaxB -PZ  
— 几何场追迹加(GFT+)： hW%p#g;  
 计算干涉条纹。 Dh`=ydI5  
 分析对齐误差的影响。 xF8 :^'  
b1=pO]3u  
2. 系统说明 XGIpUz  
v3^t/[e~:  
W5/};K\.  
3. 建模/设计结果 U;gp)=JNT  
-eL'KO5'  
4. 总结 mV zu~xym  
D rTM$)  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 k1iLnza%  
t/ eo]  
1. 仿真 gj;@?o0  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 @1.9PR$x  
2. 计算 q^6N+^}QN  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ^&m?qKN8  
3. 研究 \`gE
u{  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 +H}e)1^I  
w `!LFHK  
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。 M=+M8M`Iy  
~04[KG  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 W.$6pzB(  
6 [ _fD  
 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。 P;c0L;/  
f".q9{+p,  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 %M6 c0d[9-  
5H!%0LrJg=  
2. 说明：光源 8t\}c6/3"  
?cxr%`E  
y.ql#eQ,  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 r=0j7^B#  
 因此，相干长度大于1m $rTu6(i1  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 4k$0CbHx0  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 * gHCy4u{  
l/F!Bq[*g  
H9E(\)@  
kp; &cQu!  
3. 说明：光源 V4
\560  
InN{^uN  
X~zRZ0  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 w&C1=v -h  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 m9Il\PoTq  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?OO%5PSen  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 J% AG`  
4. 说明：光学元件 a7=YG6[  
m0C{SBn-M  
i*z0Jf["  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 NQ{-&#@/v  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 %r P !  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 _'lmCj8L  
 透镜材料为N-BK7。 \*J.\f  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 9.]
kOs_  
KcnjF^k  
22'vm~2E  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 r},lu=em  
+ "zYn!0  
nUqL\(UuY  
 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)。 L5&K}F]r^  
 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] d QDLI  
Kk>DYHZ6y  
/]g>#J%b  
S[^nSF  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] i=V-@|Z  
6. 分光器的设置 yeNvQG  
dXDXRY.FMQ  
 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 Q2FQhc@L(:  
7. 合束器的设置 G1TANy  
3wo'jOb  
S<9gyW  
 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。 pSXEJ 2k  
'rvE  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 #XfT1  
g kn)V~ij  
 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)。 n@_)fFD%  
eZA6D\  
1. 结果：利用光线追迹分析 {H'X)n$  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 f:&)"  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 }\EL;sT  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ,k\/]9  
1j+eD:d'  
1NW>wo  
 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。 w~p4S+k&  
 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。 &D^e<j}RQ  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 /RMer Xj  
my]P_mE  
 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°。 `{Hb2 }L5  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ZDfS0]0F  
4. 对准误差的影响：元件平移 >6w@{p2B  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 K(' 9l& A  
 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。 X&
/(x  
o;E(Kj  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算
DVbYShB  
&hO$4qtN  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 *XHj)DC;  
:bI,rEW#_  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 TX&[;jsj  
sFCf\y  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 =#jTo|~u4o  
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。 )Gmb?!/^  
X"wFQa  
扩展阅读 \;iG{}(  
1. 扩展阅读 $vz_
%Y  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 N-Qu/,~+  
 开始视频- 光路图介绍 ,=yOek}  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 6<#Slw[  
 其他测量系统示例： f]hBPkZ6  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)