[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) EZNB`gO  
>=RHE@  
应用示例简述 xX67bswG  
"MVN/Gl  
1. 系统说明 H"Em|LX^  
W0C$*oe!_i  
 光源 &`9bGO
  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) h11bK'TIv  
 元件 =K&q;;h  
— 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(2tbW
g9-  
 探测器 /(}l[jf  
— 干涉条纹 s13 d*  
 建模/设计 e1Z;\U$&.  
— 光线追迹：初始系统概览 _d"Y6 0  
— 几何场追迹加(GFT+)： q?b)zeJ  
 计算干涉条纹。 PeR<FSF ,i  
 分析对齐误差的影响。 ]`+"o[  
iOA3x 8J  
2. 系统说明 c9TkIe  
z8MpE  
m0K2p~  
3. 建模/设计结果 aG&kl O>m  
z@40g)R2A  
4. 总结 EC&19  
Ql!6I(  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \}_7^)S;  
Ffqn|}gb  
1. 仿真 1</t #r  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ?_`P;}4#  
2. 计算 )}Mt'd  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Nl>
b'G96  
3. 研究 - &LZle&M  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 2LK*Cv[  
{Eb2<;1o{  
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。 Sr-^f
aL  
o3`gx  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 *xX0]{49q  
zj0pP{y
 
 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。 F_ lj>;}a5  
e2H'uMy;&  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 3R96;d;  
)e$-B]>7z  
2. 说明：光源 +=F);;!  
-)c"cgx.  
_ -FQ78C  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 "g&l~N1$  
 因此，相干长度大于1m *v-xC5L1\  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 MkIO0&0O  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ~V)VGGOL$v  
K>E!W!-PJ  
%.}  
p~VW3u]  
3. 说明：光源 Q? |MBTo  
bSKV|z/x  
1+[|pXT}  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 0hr)tYW,G  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 gG|1$  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 -|UX}t*  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 |Szr=[  
4. 说明：光学元件 -"b3q  
s~'C'B?  
7o%|R2mL}  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ;-wPXXR  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ymJw{&^am  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Ho*RLVI0U  
 透镜材料为N-BK7。 >Qu^{o  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 >LZ)<-Mk  
`RLrT34  
I ywx1ac  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 2:0Y'\nn  
T[II;[EiE  
U-N/
Z\QD  
 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)。 H%jIjf  
 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] FO3*[O   
mqxy(zS]  
|xC TX  
V&nJT~k  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] SQ.Wj?W)  
6. 分光器的设置 WM7/|.HQ  
tAn6pGp  
 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 s:.XF|e{  
7. 合束器的设置 YR`rg;n#  
M?CMN.Dw  
_ q1|\E%`h  
 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。 _ o3}Ly}  
QAw,XZ.K^  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 #.xTAvD  
CzbNG^+  
 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)。 C\h<02  
f.CI.
aozW  
1. 结果：利用光线追迹分析 $S("-3  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 U Bg_b?k  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ^@> Qiy  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 LxDhthZi_  
\C.@ @4{  
q{(&:~M  
 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。 HK.J/Zr  
 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。 1W7BN~p14  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 I(S6DkU  
md s\~l73  
 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°。 SHh(ujz,  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 DgP%Q  
4. 对准误差的影响：元件平移 
pdu  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 w\4m-Z{  
 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。 (`xnA~BN  
"|rqt.f2[  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g>CQO,s;w  
hdb4E|'A  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 GC3L2C0)k  
-qF|Y f  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (iP,YKG1?  
)UUe5H6Hd0  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *5)!y d  
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。 xnOlV  
Z;s-t\C  
扩展阅读 b>WT-.b0  
1. 扩展阅读 vL0Ol-Vt  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 7F~+z7(h  
 开始视频- 光路图介绍 (v}:  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 z`SkKn0f Y  
 其他测量系统示例： BD+?Ad?  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)