[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) h
G1\  
%Xe#'qNq)  
应用示例简述 o>Fc.$ngZ  
`Wc"Ix0  
1. 系统说明 6(#fGH&[  
Q=B>Q  
 光源 k OYF]^uJ  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 8w,+Y]X<P[  
 元件 VTS7K2lBvX  
— 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 <jt_<p +  
 探测器 >WYiOXYv  
— 干涉条纹 p2m@0ou  
 建模/设计 |l\!  
— 光线追迹：初始系统概览 _:N+mEF  
— 几何场追迹加(GFT+)： MTnW5W-r9  
 计算干涉条纹。 5hxG\f#}?  
 分析对齐误差的影响。 2EO WbN}M  
Bh`Y?S  
2. 系统说明 rE->z
  
Rs$fNW@P  
[N@t/^gRC  
3. 建模/设计结果 ^nO0/nqz]  
F!k3/z  
4. 总结 bQ%6z}r  
c<k=8P  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #|92+  
~wejy3|@0  
1. 仿真 cWp5' e]A  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 dM-qd`
  
2. 计算 d+caGpaR  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 u"$=:GK  
3. 研究 i}tBB
~]  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 \C{Dui)F  
k<&zVV'  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 yr;~M{{4  
Oc,E\~  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 b(E}W2-t  
54lU~ "  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 61aU~w11a  
eq" eLk6h  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 24g\xNnt  
LL0Y$pHV  
2. 说明：光源 CI#6r8u  
TmS-w  
^y,E
x;6o  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 w$)NW57[|  
 因此，相干长度大于1m pftnFOLO  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 04j]W]8#  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 @sr~&YhA  
yjF;%A/0  
gR\z#Sg  
H1t`fyri2  
3. 说明：光源 mhNX05D  
ron-v"!  
`MLOf  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 o){\qhLp  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 OGR2Y  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 bo-AM]  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 CyV2=o!F w  
4. 说明：光学元件 '+s?\X4VC  
XsEotW  
[yhK4A  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 FUO9jX  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 j&N {j_M
 
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 d:vuRK4+  
 透镜材料为N-BK7。 c:[8ng 2v  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 #FhgKwx  
"- ?uB Mz  
p9y@5z  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 'PqKb%B|  
`x:O&2  
?onEqH>  
 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)。 0'ge}2^  
 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] v;sWI"Fv!  
_2a)b(<tF  
(&KBYiwr  
@kPe/j/[1  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] aN;c.1TY  
6. 分光器的设置 P!yOA_)as  
H[Q3M~_E  
 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 47=YP0r?>T  
7. 合束器的设置 4c]=kbGW  
iBt<EM]U/  
:\]qB&  
 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。 Bfu/w  
m##_U9O  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Gspb\HJ^  
 X@Bg_9\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)。 CklIrD{  

3De(:c)@  
1. 结果：利用光线追迹分析 '!"rE1e  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ILIv43QKM(  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 M#.dF{%%  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 J(Fk@{!F.*  
z^o7&\:  
_)Ad%LPsd7  
 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。 `$Y%c1;  
 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。 mM2DZ^"j(  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 "!R*f $  
8wLGmv^  
 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°。 8 +mW  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 = G>Y9Sc  
4. 对准误差的影响：元件平移 +TC##}Zmb  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 U.Fs9F4M#  
 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。 P#9Pq,I  
wWVB'MRXB,  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 xQ! Va  
|,T"_R_K  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。
AHzm9U @  
w:9M6+mM^  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 |F +n7  
s{:Thgv,9  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 zHD8\*  
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。 &-L9ws  
Q">wl  
扩展阅读 e8&7W3 m  
1. 扩展阅读 E <N%  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ? CU;  
 开始视频- 光路图介绍 xD9ZL  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 y/>Nx7C0=2  
 其他测量系统示例： J4Ca0Ag  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)