[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) ,ng Cv;s  
}&D WaO]J7  
应用示例简述 iVr JQ  
jd"@t*ZV  
1. 系统说明 <dNOd0e  
Hio0HL-  
 光源 7z,C}-q  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Oszj$C(jF  
 元件 Qljpx?E  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 [DOckf oZx  
 探测器 ~=LE0.3[  
— 干涉条纹 I][*j  
 建模/设计 l&zilVVm  
— 光线追迹：初始系统概览 #%2rP'He  
— 几何场追迹加(GFT+)： .V<+v-h  
 计算干涉条纹。 Qel9G($=  
 分析对齐误差的影响。 h"W,WxL8  
G!##X: 6'  
2. 系统说明 G.B2('  
=XQ%t @z0  
Rp7mh]kZ  
3. 建模/设计结果 Dy&i&5E.-l  
e`s ~.ZF  
4. 总结 **CR} yV  
1&OW4_  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 u#~RkY7s  
tOD6&<  
1. 仿真 _f,C[C[e&  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 $I>w]  
2. 计算 .{^5X)  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0mVNQxHI  
3. 研究 WU` rh^  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 wlvgg  
~~P5k:  
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。 B6 ;|f'e!  

>=>2m2z=  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 l)\! .X  
00y!K m_D  
 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。 ,0
sm  
5qm`J,~k  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^ @5QP$.  
_VN?#J)o  
2. 说明：光源 gf@:R'$:+  
&z3o7rif$  
 c?-H>u  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 I236RIq  
 因此，相干长度大于1m Y.UFbrv  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 zw[m9N5\h  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 T^KKy0ZGM  
X_h}J=33Q  
cI*;k.KU  
7}>EJ  
3. 说明：光源 {
\5
  
[q-h|m  
SnfYT)Ph  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ]ieeP4*  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 0S~rgq|O  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 niyV8
v  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 CTa57R  
4. 说明：光学元件 r19 pZAc  
M2Qr(K|  
VONDc1%ga  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 bd
-L`={j  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 z:*|a+cy  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 uXvtfc  
 透镜材料为N-BK7。 TeM|:o  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 5j(k:a+!H  
HZge!Yp<  
i/4>2y9/F4  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 &8lZNv8;(p  
l_p2Riv  
a~w$#fo"`f  
 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)。 o+'6`g'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] {wKB;?fUvk  
7.oM J  
k,*XG$2h  
=^?/+p8k  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ?@86P|19  
6. 分光器的设置 U xGApK=X  
q
E"OB  
 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 <5051UEu  
7. 合束器的设置 !Uo4,g6r+  
WyiQoN'q  
AwR=]W;j  
 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。 mfr|:i  
~"!fP3"e  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2,b$7xaf  
l/5 hp.  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 6gDN`e,@  
Pq$n5fZC!  
1. 结果：利用光线追迹分析 ~n_HP_Kf?  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 8s@3hXD&
 
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 :ws<-Qy  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ?@x/E&  
d=/F}yP~?s  
"AqB$^S9t  
 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。 z1a7*)8P  
 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。 $??I/6  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 vY3h3o  
Mtx4'WZ  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 c+ie8Q!  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 *-X[u
:  
4. 对准误差的影响：元件平移 gX@aG9  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 #'}*dy/  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 bN.Pex  
MdF2Gk-9  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 lB4WKn=?Kl  
dO\"?aiD  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 3so%gvY.'  
"dlVk~  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 z$sGv19pB  
9gIrt 6  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 fP1!)po  
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。 :4|4=mkr  
\U_@S.  
扩展阅读 y();tsWqc  
1. 扩展阅读 /9X7A;O  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 -?a 26o%e  
 开始视频- 光路图介绍 &^nGtW%a 9  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 /wG2vE8e  
 其他测量系统示例： MQ2_
`pi  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)