[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) &"S/Lt  
Uene=Q6>  
应用示例简述 4O$2]D.\  
DdjCn`jqlf  
1. 系统说明 uH{'gd,q8  
3)E(RyQA3  
 光源 o}D![/  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) vOT*iax0  
 元件 JeQ[qQ  
— 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 "kSwa16O  
 探测器 4M`Xrfwm'[  
— 干涉条纹 ~<O,Vs_C/  
 建模/设计 h7W}OF_=y  
— 光线追迹：初始系统概览 tY_5Pz(@
 
— 几何场追迹加(GFT+)： l)Mh2lA,=  
 计算干涉条纹。 'D6 bmz  
 分析对齐误差的影响。 FmT `Oa>  
SGf9U^ds  
2. 系统说明 fPQ|e"?  
Jt=>-Spj  
UxqWnHH.`  
3. 建模/设计结果 $WaZ_k
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%C*^:\y  
4. 总结 mK\aI  
h}6_ybmZ  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $KQ,}I  
#93}E Y  
1. 仿真 j jY{Uq  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 &oN/_7y  
2. 计算 'p)QyL`d  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~ x`7)3  
3. 研究 l,bZG3,6  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 mxL;;-  
0xP:9rm  
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。 %$9:e J?  
yQ-hnlzn~  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 cjT[P"5$  
/djACA  
 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。 ,"H?hFQ  
.mt^m   
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ;1E_o  
iS05YW  
2. 说明：光源 ZNy9_a:dX  
"::9aYd!  
x]'H jTqX  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =uc^433.  
 因此，相干长度大于1m ?!m ma\W  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 8p,>y(o  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 P#bm uCOS  
k~|ZO/X@l%  
`,-STIh)  
jkCHi@  
3. 说明：光源 9:\A7 =  
m5qCq9Y  
.EzSSU7n)  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Sw "|iBZ@  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 .+uVgSN  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Nh:4ys!P  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Nuq(4Yf1W  
4. 说明：光学元件 I+~\ w N  
gix>DHq$k  
@Yarz1  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 J[o
${^  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 &<t79d%{  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 =W|vOfy  
 透镜材料为N-BK7。 
"i(U  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 PHQcstW  
i&pMF O  
ChVY Vx(  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )BpIxWd?  
d3(+ztmG!  
!xH,y  
 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)。 {[lx!QF 8&  
 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] 2_I+mQ  
QU%N*bFW%P  
9JXhHAxD  
K"I{\/x@  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 1sMV`qv>  
6. 分光器的设置 Sy:K:Z|[U  
'N|2vbi<  
 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 9?!u2 o  
7. 合束器的设置 J]\s*,C&  
IY~ {)X  
aYR\<02  
 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。 @21
u I{  
%'kX"}N/  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 eoC<a"bJ>  
k=FcPF"  
 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)。 QdirE4W  
WEps.]s  
1. 结果：利用光线追迹分析 j}"]s/= 6  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 vg5E/+4gp%  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 @_(nd57oSs  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 c.\:peDk  
HoMQt3C
 
D8a)(
wm  
 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。 j#CuR7m  
 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。 -5o?#%  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 x}uwWfe3  
?DJuQFv  
 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°。 dPRtN@3  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 )!BB/'DRQ  
4. 对准误差的影响：元件平移 FV`3,NFk  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 FU^Y{sbDg  
 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。 rnJS
[o0  
HH+TjX/b  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ws#hhW3qK  
7eTA`@v5A  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 w"yK\OE  
9]"\"ka3>  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )0'Y et}  
b$IY2W<Ln  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 {|G&W^`  
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。 1LV|t+Sex  
#@IQlqJfY7  
扩展阅读 "pR $cS  
1. 扩展阅读 _CHKh*KHML  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 !d/`[9j
Y  
 开始视频- 光路图介绍 [''=><  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 GcPB'`!M  
 其他测量系统示例： ~_(!}V
 
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)