[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) ,'X"(tpu@  
mOE *[S)  
应用示例简述 'X?xn@?  
=01X  
1. 系统说明 r`O Yq  
g@`i7qN  
 光源 t2N W$ -E  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) BN_h3|)  
 元件 sl]<A[jR  
— 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 V%s g+D2  
 探测器 L)sgW(@2  
— 干涉条纹  THYw_]K  
 建模/设计 R?xb1yc7_  
— 光线追迹：初始系统概览 vQMBJ&  
— 几何场追迹加(GFT+)： g$nS6w|5H  
 计算干涉条纹。 bNea5u##  
 分析对齐误差的影响。 YlHP:ZW-cu  
]O@$}B];)  
2. 系统说明 iM+`7L'  
I%[e6qX@  
qlO}=b/  
3. 建模/设计结果 un{ZysmtB6  
[?!I*=*b  
4. 总结 1+x" 5<(W  
d#ir=+o{h  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g68p9#G  
nr!N%Hi  
1. 仿真 Ed9Uw7  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 "s+4!,k  
2. 计算 v4P"|vZ$&  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .G0 N+)  
3. 研究 5~*)3z^V  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 /(N/DMl[  
Wlj&
_~  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 / ;]5X  
[0H0%z#tU&  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 =
6%oW2E\  
'%NglC[J  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 2QfN.<[-  
oaoTd$/5  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 =CX1jrLZ  
+&EXTZ@o  
2. 说明：光源 G95,J/w  
-3I3 X  
o5 L^  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 (Fv tL*  
 因此，相干长度大于1m rO1!h%&o"  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 25^?|9o7  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 _fGTTw(  
x]~TGz
S  
Wa_qD  
pfA6?tP`  
3. 说明：光源 T
CtZ2 <'  
UX 1 )((  
9Em#Ela  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 rqdwQ  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ]MbPivM  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 _X6'uJ  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 TJ|Jv8j<s  
4. 说明：光学元件 Cs'LrUB?=U  
'rQ"Dc1D  
' W/M>!X  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 "q@m6fs  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 MK$u}G  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 .L'w/"O  
 透镜材料为N-BK7。 8[^'PIz  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 bz>X~   
}aCa2%  
FL0uY0K  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 -%K!Ra\W  
,$P,x  
Jd2.j?P=  
 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)。 jG5HW*>k0  
 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] 4w4B\Na>l  
*7BfK(9T  
[}RoZB&I  
jN=<dq ~  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 2z.ot'  
6. 分光器的设置 2
Xb, i  
ZzT
=m*tQ&  
 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 0c_xPBbB+  
7. 合束器的设置 :|7#D,2  
eRauyL"Q+  
>ZA=
9v  
 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。 sE1cvAw9l  
8a)AuAi?!  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 enoj4g7em^  
"tK%]c d-  
 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)。 En5oi
 
IRdt:B|@  
1. 结果：利用光线追迹分析 ~MpikBf  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 J 3!~e+wn  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 l,ENMKA^D  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 XQ}Zr/f6  
S{YzHK  
)Q)qz$h@  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 tAX*CMW  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 *bkb-nKw  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 U=>S|>daR  
?RRO  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 :Pud%}'  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 PnsBDf%v  
4. 对准误差的影响：元件平移 @@EI=\  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 >rnVTK  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 74s{b]jN'-  
"LyD  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }
d$-:l,w  
0X$mT:=9  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^?z%f_ri  
Cj5mM[:s  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 O5\r%&$xd  
b@:OlZ~%  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Io6/Fv>!  
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。 %36x'Dn?  
yMs!6c*  
扩展阅读 6( HF
)z  
1. 扩展阅读 Fu
7:4+  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 }r}*=;Ea  
 开始视频- 光路图介绍 J3$>~?^1  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 Iq$| ?MH  
 其他测量系统示例： I[z:;4W}L^  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)