[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) skP2IMa75  
*.9.BD9  
应用示例简述 YWPAc>uw,  
`$D2w|  
1. 系统说明 p
V^hZ.  
r$~ f[cA  
 光源 v-@xO&<  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Yj^n4G(h  
 元件 M&iA^Wrs  
— 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 ,kKMUshBi  
 探测器 Ni[2 p  
— 干涉条纹 {'#^  
 建模/设计 0SBiMTm  
— 光线追迹：初始系统概览 I
z\IQa  
— 几何场追迹加(GFT+)： 85 tQHm6j  
 计算干涉条纹。 X}v]iX  
 分析对齐误差的影响。 RHGs(d7-  
wDV%.Cc  
2. 系统说明 T=w5FT  
I)Dd"I  
VL/%D*  
3. 建模/设计结果 \{G1d"n  
gs_nUgcA  
4. 总结 =MqefV;-  
X,<n|zp  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 it~>)_7*P  
6 ztM(2[  
1. 仿真 t*zBN!Wu_  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 S&@uY#_(*T  
2. 计算 KS/1ux4x  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6*/o  
3. 研究 OIa=$l43C  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 }w&+H28.#  
YoKY&i6r}  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Y.qlY3iBp  
HUtuUX  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 }F1|& A  
]3C&l+m$ot  
 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。 ~/6m|k  
k4+
F  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 qsUlfv9L6  
!'No5  
2. 说明：光源 $*bd})y)I  
1Ig@gdmz  
[}|-%4s  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 z&o"K\y\  
 因此，相干长度大于1m ;9pOtr  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ?3"bu$@8  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 >`a)gky%~  
y8Bi5Ae,+1  
Oc;0*v[I  
8V
j]whE  
3. 说明：光源 *
BYSfcX6  
~\c]!%)o  
K4i#:7r'b  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 MX 2UYZ&  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 uuzDu]Gwu  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 kEtYuf^  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 m-lUgx7  
4. 说明：光学元件 a3L]'E'*#  
:Xv3< rS<  
93yJAao9  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 nKJJ7'$'3  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 R ;^[4<&  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 _gK@),de  
 透镜材料为N-BK7。 M=$y_9#  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 @4m_\]Wy  
B&_62`  
BYN<|=  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 v6 DN:!&  
rp.S4;=Q9  
C:g2E[#  
 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)。 '2a}1?  
 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] 4w^B
&e%  
3ryIXC\v  
v9Oyboh(y  
KP7bU9odJ  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] EVMhc"L  
6. 分光器的设置 EN()dCQHr  
'8~7Ru\KyX  
 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 G8@({EY  
7. 合束器的设置 ~zFs/(k  
-<a
~kVv  
LbtcZ)D!  
 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。 fR}|CP  
w*r.QzCu,5  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 K IiVz<  
WEUr;
f  
 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)。 l}%!&V0  
V^=z\wBZ  
1. 结果：利用光线追迹分析 m1=3@>  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 3x9O<H}  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 `h(JD$w  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 `!DrB08A  
)H#Hs<)Qy  
f.rz2)o  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 v I@Wuu:  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 r80w{[S$  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 (F]f{8  
Ooz+V;
#Q  
 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°。 uh%%MhTjv  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 D,dmlv  
4. 对准误差的影响：元件平移 G5E03xvL  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 gVsAz  
 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。 s<|.vVi"  
7NRq5d(lP  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :
#"gQ^YNp  
^Qrdh0j  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 -]R7[5C:  
V#^~JJW^  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 MZZ4  
?C//UN;  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 /K:M ,q  
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。 NTuS(7m  
aG8}R~wH&  
扩展阅读 @$gvV]
dA  
1. 扩展阅读 *Eu ca~%=  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 bQow,vf  
 开始视频- 光路图介绍 |!i3Y=X  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 `UMv#-Y8  
 其他测量系统示例： (EIdw\  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)