[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) n5C
,Z!)z  
Xb:* KeZq  
应用示例简述 8$~oiK%fw  
_p8u &TZ  
1. 系统说明 ,+df=>$W  
!AXLoq$SY  
 光源 xy:Mb =r  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 0JtM|Mg  
 元件
h F+aL  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 J
E}VRMNr  
 探测器 'l(s)Oa{M:  
— 干涉条纹 xw
o*kFg  
 建模/设计 jv.tg,c_6  
— 光线追迹：初始系统概览 P@@MQ[u?!.  
— 几何场追迹加(GFT+)： )!0}<_2  
 计算干涉条纹。  jfK&CA  
 分析对齐误差的影响。 y]t19G+  
eikZ~!@  
2. 系统说明 xY]q[a?cy  
s``a{ HZ  
>N al\  
3. 建模/设计结果 <eEIR  
zlP{1z;nV  
4. 总结 G~y:ZEnN[  
+JYb)rn$^  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Wi=zu[[qc  
H<!q@E ;  
1. 仿真 itNuY<"  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 $yi:0t8t  
2. 计算 <5%*
"v  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !4Zy$69R  
3. 研究 ! $mY.uu  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 kttJTP77t  
B?&0NpVD  
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。 dBA&NW07  
|_ED*ATR=  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 7~J>Ga  
QlvP[Jtr  
 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。 &Ih}"  
7*{l\^ism;  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 >{{ds--  
!i8)si_  
2. 说明：光源 c

h%zu%;f  
Es#:0KH].v  
Z":m(}u O  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 W8QP6^lY  
 因此，相干长度大于1m !S&/Zp  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 423%K$710  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 [2xu`HT02  

|BM#rfQ  
00D.Jn  
u(3 u
Z:  
3. 说明：光源 kwaZn~  
tvf.K+  
-q9m@!L  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 JtY$AP$  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 sg-^ oy*^  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 T^]]z}k  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
>n/0od9  
4. 说明：光学元件 ~Y f8,m  
TU)Pi.Aa  
9c4p9b!  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 zjA#8;h~w  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 3pML+Y|ij  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ;;i419  
 透镜材料为N-BK7。 c nv%J}wq  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 clyp0`,7  
E> pr})^w  
v+xrnz  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 `D=OEc  
5"40{3  
[4C_iaE  
 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)。 HfH+U&  
 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] 4y}z+4  
>0:3CpO*  
hj"JmF$m  
@i'D)6sC  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] `L$Av9X\  
6. 分光器的设置 0TV16--  
<t!0{FJ  
 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 >A]l|#Rz  
7. 合束器的设置 {?^ES*5  
0LC]%x+"  

"qC3%9e  
 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。 q1YNp`]0i8  
4J`-&05O  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 X ]&`"Z]  
p`&{NR3+  
 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)。 ueU"v'h\  
Na]Z%#~  
1. 结果：利用光线追迹分析 (&)uWjq `  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 a'-xCV|^  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 R~A))
4<%%  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 >cjxu9Vr1K  
 h8p{  
COWlsca  
 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。 )40YA\V  
 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。 N1g;e?T':  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 <l,e6K  
G,Yctv  
 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°。 M7Z&t'=  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 S
9[Up}`  
4. 对准误差的影响：元件平移 E{-pkqx  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 8KP  
 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。 R.* k7-(;  
p}GTOJT}  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 OmK0-fa/  
*a_QuEw_k  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 6,CK1j+tZ  
+NB5Fd4  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $hk_v~zM  
p8F$vx4,  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 v(sS$2J|}  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 # 6?2 2Os  
N/0Q`cQ-  
扩展阅读 #Sg/  
1. 扩展阅读 YP"%z6N@v  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 &,XPMT  
 开始视频- 光路图介绍 uY3$nlhP6  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 DVs$3RL  
 其他测量系统示例： hI<$lEB  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)