[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)&R W#:X  
GL0':LsZ  
应用示例简述 |sZ9/G7  
CPCB!8-5  
1. 系统说明 Rx"VscB6z  
Sm I8&c  
 光源 U-^S<H  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) []fj~hj  
 元件 T.Y4L  
— 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 qaSv]k.  
 探测器 ?Kz` O>"6  
— 干涉条纹 `9"jHw`D  
 建模/设计 ~(doy@0M  
— 光线追迹：初始系统概览 P9HPr2  
— 几何场追迹加(GFT+)： N|#x9mE  
 计算干涉条纹。 ;>hPHx  
 分析对齐误差的影响。 %$-3fj7  
x:wq"X  
2. 系统说明 ~sja^  
5<ya;iK  
6 VJj(9%  
3. 建模/设计结果 { dxyBDK  
`fE:5y  
4. 总结 L$07u{Q  
tp3N5I  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9*Mg<P"  
a+Qj[pS  
1. 仿真 Dg4^ C  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Gqu0M`+7  
2. 计算 !~DkA7i55  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 g<jK^\eW  
3. 研究 K1:)J.ca_  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 '$nGtB5  
leqSS}KU+  
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。 $R}iL  
]V7hl#VO  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 x-k/rZ  
.TU15AAc  
 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。 6*oTT(0<p  
BP><G^  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 $f-pLF+x  
N@ tb^M  
2. 说明：光源 <}>-ip?  
 ^*>no=A  
E*]L]vR  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Tfs9<k>G#  
 因此，相干长度大于1m VH*(>^OfF  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 &%51jM<  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Xst}tz62F  
T[K?A+l  
dKG<"
 
"[Lp-4A\  
3. 说明：光源 4p g(QeR  
4SO{cst  
<t2?Oii;  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 oO,p.X%  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 PU\q.y0R  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 )CU(~s|s  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 A}}t86T  
4. 说明：光学元件 nsn,8a38  
J8[Xl.  
e q.aN3KB"  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 XX;%:?n  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 l)eaIOyk  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 :zZM&r>  
 透镜材料为N-BK7。 ?["ZE
a  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 jF0BWPL  
4}
b:..Ku  
6H9]]Unju  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 .h }D%Qa  
U;Wmx  
1&WFs6  
 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)。 /FXfu  
 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] 4iPg_+  
ucO]&'hu:  
=z dti'2{4  
e1a%Rj~  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] `fHiY.-  
6. 分光器的设置 {uG_)GFr0  
Np)!23 "  
 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 F:U_gW?  
7. 合束器的设置 rGO3  
YLr2j 7  
Z/;SR""wa  
 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。 Mqy`j9FbL  
:H7 "W<  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 6C5qW8q]u3  
=ye}IpC*M  
 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)。 @5ybBh]   
/otgFQ_  
1. 结果：利用光线追迹分析 MS)bhZ
vO  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 pu#<qD*w  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Xs
CbA8Qv  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 EtG)2)  
-"H9W:  
kDQXPp
 
 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。 cke[SUH,  
 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。 ivk|-C'\  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 S]a$w5ZP  
bL%)k61G_v  
 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°。 pq`MO .R  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 +cN2 KP  
4. 对准误差的影响：元件平移 }8e%s;C  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ]QQ"7_+
  
 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。 BcWReyO<M  
T@Xi
G:b7  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 V _,*  
K}@:>;*9  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 /cn_|DwN5  
??;[`_h{bz  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 xg&vZzcl  
5 Da(DA  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Q[^d{e*l  
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。 N3)EG6vE*  
}"v"^5  
扩展阅读 5=\b+<pE  
1. 扩展阅读 I`l<}M  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ;'ur
t /  
 开始视频- 光路图介绍 ho. a93  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ~Gza$ K  
 其他测量系统示例： b7/4~_s  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)