[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) 0:>C v<N  
7{ QjE  
应用示例简述 AiV1 vD`  
UTuOean ]'  
1. 系统说明 3:!5 ]  
{=E,.%8  
 光源 QPsvc6ds  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) xa%2w]  
 元件 Hb9r.;r<EW  
— 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 v;R+{K87  
 探测器 ,#80`&\%  
— 干涉条纹 brt`oR  
 建模/设计 p!cNn7{;  
— 光线追迹：初始系统概览 jX91=
78d  
— 几何场追迹加(GFT+)： =xHzhh  
 计算干涉条纹。 4:XVu
  
 分析对齐误差的影响。 ;8<lgZ9H<  
#K[6Ai=We}  
2. 系统说明 Kdb:Q0B  
%0Ke4
c  
(k5d.E]CK  
3. 建模/设计结果 !t
v+,l&L  
nA XWbavY  
4. 总结 A ]~%<=b  
o7s<G8;?  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 VWE
`wan<  
'tzN.p1O  
1. 仿真 aboA9pwH  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 H-Or  
2. 计算 ~-2q3U Py  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ]AdL  
3. 研究 ,[ M^rv  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 uze5u\  
;"DI)hdz  
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。 *6P)HU@  
3!KEk?I]  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 1jQlwT(:  
yM*<BV  
 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。 R//S(eU68\  
Eg|C  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 a'A'%+2  
(e6KSRh2fF  
2. 说明：光源 3r,^is  
fIg~[VN"  
Z%O>|ozpq  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 !mRDzr7  
 因此，相干长度大于1m )1S"D~j-  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 q|7$@H^*  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 &IgH]?t  
Nc[V kJ]  
SI@Yct]<g  
n!t][d/g+  
3. 说明：光源 RI64QD  
?>o|H-R~5Z  
tR% &.,2  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Y]Y]"y$1  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~'L`RJR  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 /"OJ~e_%  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 DFFB:<  
4. 说明：光学元件 0}y-DCuQ  
)MJy  
/A~+32B  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 /0I=?+QSo  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ZRo-=/1  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 AT]Ty  
 透镜材料为N-BK7。 u9R:2ah&K  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 b9@VD)J0E  
bv8GJ #  
X-=J7G`\h#  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 QHuh=7u)  

f$^+;j  
F|t_&$Is?  
 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)。 _ 0Ced&i  
 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] oc3}L^aD  
3teanU`  
MW6
KEiQ"  
5.e. BT  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] mrz@Y0mgL  
6. 分光器的设置 y?s8UEC  
C2 ] x  
 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 ,HM~Zs  
7. 合束器的设置 PC}m.tE  
*=ymK*  
&k2nt  
 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。 =q
-HR+  
3V`.<  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 hu+% X.F4  
pe1_E KU  
 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)。 oPA [vY  
az2CFd^M  
1. 结果：利用光线追迹分析 {Qla4U  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 t,yzqn  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 >av.pJ(>  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 `e!hT@Xxa  
W^^}-9  
0fTEb%z8  
 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。 Qe )#'$T  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 wzRIvm{  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ?w[M{  
BsX# ~  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 C8 b%r|^#  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 =_L  
4. 对准误差的影响：元件平移 `1[GY){?)  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 {PCf'n  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 >%D=#}8l@  
FiQx5}MMhu  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 mxRe2<W  
igW>C2J  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^{W#
ut>IN  
Qb|.;_  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 mJ%r2$/*  
RO"*&o'K'  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 69v[*InSd  
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。 DgLSDKO!  
[[[QBplJ  
扩展阅读 d[9NNm*htC  
1. 扩展阅读 ^<e"O
V  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 -0)So  
 开始视频- 光路图介绍 G"BoD5m  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 nAp7X-t  
 其他测量系统示例： UI4X
v  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)