[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) ~p0c3*  
y@V_g'  
应用示例简述 {svn=
H /  
Bf`9V713  
1. 系统说明 OFkNl}D  
7%?jL9Vw  
 光源 sZgRt  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) zSvgKmNY  
 元件 tvKAIwe  
— 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 #V02
hs1  
 探测器 i+3fhV  
— 干涉条纹 Joe_PS  
 建模/设计 SzDKByi  
— 光线追迹：初始系统概览 d5 Edu44  
— 几何场追迹加(GFT+)： 4\ c,)U}  
 计算干涉条纹。 \VMD$zZx  
 分析对齐误差的影响。 4674SzL  
{Rq1HH  
2. 系统说明 Uh1NO&i.W  
qZEoiNH(Tj  
<+#oBN  
3. 建模/设计结果 %?C8mA'w  
?jQ](i&  
4. 总结 X.F^$  
<Peebv&v  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /.Nov  
?YM4b5!3T  
1. 仿真 X@)z8
0  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 jVgFZ,  
2. 计算 DciwQcG  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (UCK;k  
3. 研究 ^vs=f95  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Y<"7x#AB!  
YNrp}KQ  
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。 [L$9
p@I  
sAJ7R(p  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 dBV7Te4L  
qH,l#I\CG  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 u}bf-;R  
y;?ie]3G  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 { x0t  
8.=\GV  
2. 说明：光源 8;Fn7k_Uf  
XNMa0  
Awv`)"RAR  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 e pCLM_yA  
 因此，相干长度大于1m C${S^v  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 E@0
5e  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 mV73 \P6K  
tj]9~eJ-  
Xd E`d.  
SQ,?N XZ  
3. 说明：光源 :4)Qt  
H2xeP%;$  
$uui:wU%Q  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 R`";Z$~{  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 kc'pN&]r:  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 LWsP ya  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 _{vkX<s  
4. 说明：光学元件 %S` v!*2  
"TV(H+1,z  
*{undZ?(>  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 o~FRF0f*VP  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 @UBjq%z  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 bb42
v7?  
 透镜材料为N-BK7。 UmnE@H"t$\  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 qQi.?<d2"s  
8By,#T".  
j#~Jxv%n  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 3bqC\i^[\m  
]W0EVf=,k  
0c.s -  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ~m1P_`T  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] H_!4>G@  
Glq8
5S  
i`/+,<  
f\;65
k_jq  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 3Y)PU=  
6. 分光器的设置 IC{eE  
jEc|]E  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 <XT
U8G  
7. 合束器的设置 \ 6EKgC1  
{ 74mf'IW  
)5%C3/Dl!  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 [U#72+K  
,y9iKkg  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ;T
cvA  
P^MOx4  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 H* ,,^  
}7{t^>;D  
1. 结果：利用光线追迹分析 Obw?_@X  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 :[@k<8<]  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 &2-L.Xb  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 <?D[9Mk$  
Q "oI])r  
^ yh'lh/  
 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。 o!Ev;'D  
 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。 krq/7|  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 n/QF2&X7)  
x#~ x;)  
 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°。 3:"]Rn([P  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 EzW)'Zzw~  
4. 对准误差的影响：元件平移 ,1q_pep~?%  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 53HU.  
 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。 o01kYBD  
IYWjHE+)d  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +^rh[>W  
ERUt'1F?]  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 n}A\2bO  
OQ :dJe6
 
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0s#vwK13  
9[v1h,L  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 s#h8%['  
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。 oMcK`%ydm  
YL jHt\  
扩展阅读 QQk{\PV  
1. 扩展阅读 rA0,`}8\  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 A>VI{  
 开始视频- 光路图介绍 y AF+bCXo  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 8,?v?uE  
 其他测量系统示例： xy+QbDT  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)