[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) Jbn^G7vH<6  
RpwDOG  
应用示例简述 jct'B}@X(  
AD~
_n^  
1. 系统说明 sV;q(,oru  
( TJGJY  
 光源 UCo`l~K)qg  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) M=54xTh0Y  
 元件 NpH9},1i  
— 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 :;jRAjq"  
 探测器 kjF4c6v  
— 干涉条纹 TF?~vS%@P  
 建模/设计 K SJ Ko  
— 光线追迹：初始系统概览 '?Xf(6o1  
— 几何场追迹加(GFT+)： 5fy{!  
 计算干涉条纹。 NQcNY=  
 分析对齐误差的影响。 aZ8f>t1Q  
O4cBn{Dq9  
2. 系统说明 B9wQ;[gQB  
N,
,[V  
x~ID[  
3. 建模/设计结果 u s8.nL/  
n?QglN  
4. 总结 >*EJ6FPO  
n-{.7  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +k V$ @qH  
NNMn
,J  
1. 仿真 -^JPY)\R  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 B r6tgoA  
2. 计算 |-TxX:O-  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :<v@xOzxx  
3. 研究 JkQ\r$Y.  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 G!Yt.M0  
%I;uqf
 
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。 &79F Uac  
a1EQ.u  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 [Wxf,rW i  
p^w_-(p  
 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。 :`c@&WF8  
jW{bP_,"  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 xwj{4fzpk{  
+UiJWO
 
2. 说明：光源 Rq`5ff3,  
fNV-_^,R9  
NZ?dJ"eq7  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 89{`GKWX  
 因此，相干长度大于1m $&Z<4:Flc  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 owwWm1@  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 @k\,XV`T~t  
>3}N
;  
.*Z#;3  
^O}J',Fm%f  
3. 说明：光源 1k`gr&S  
xZ(d*/6E  
g1 =>u  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 x`I"%pG  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 30<_`  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 6!8uZ>u%Vg  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ""m/?TZq'  
4. 说明：光学元件 ,t!I%r  
R+2~%|{d  
KL*+gq0k  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 79I"F'  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 m
ex@~VK  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 `6BQ6)7  
 透镜材料为N-BK7。 )-h{0o  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 "1`w>(=  
1tTY)Evf  
D={$l'y9p  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 h,6>^A  
c=^69>w  
h)aLq  
 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)。 _Fe=:q  
 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] ,@I\'os  
KFy|,@NI  
5DO}&%.xt  
PnL?zae  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] :Zo^Uc:*w  
6. 分光器的设置 1#8~@CQ ::  
KuEM~Q=  
 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 $"k1^&&E  
7. 合束器的设置 s@Loax6@B  
ad52a3deR  
;iJ}[HUo  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 j&b<YPZ  
!3o/c w9  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 EW3--33s  
6z
i Mf  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 aC<fzUD;  
F5M{`:/  
1. 结果：利用光线追迹分析 ;=@?( n  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 75A60Uw  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Ye^xV,U@  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 i98PlAq)B  
y+izC+  
= N:5#A  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 E/D@;Ym18  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 vkW;qt}yO  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 }VVtv1  
Jq+@%#G  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 Xob(4  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 f9'dZ}B  
4. 对准误差的影响：元件平移 %;J$ h^  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Yi19VU|/  
 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。 B0gs<E  
w"A>mEex<  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =H^~"16  
5z" X>!?^  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;)sC{ "Jb  
2#'"<n,G
 
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ENf(E
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6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Xj:\B] v]  
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。 Ac/LNqIs  
nzU0=w}V  
扩展阅读 ZKi?;ta=  
1. 扩展阅读 8P2_/)|  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 '2{60t_A  
 开始视频- 光路图介绍 '47E8PIJ|  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ,{Z!T5 |  
 其他测量系统示例： /EL3Tt  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)