[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) W{l{O1,  
+U^H`\EUr  
应用示例简述 n@PXC8}  
d"nms\=p  
1. 系统说明 t`!@E#VK  
"?n;dXYSi  
 光源 t3VZ
jO  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) .
[Nr2w:>  
 元件 $p)e.ZMgE  
— 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 Sdr,q9+__  
 探测器 j0.E!8Ae{  
— 干涉条纹 ^U.t5jj  
 建模/设计 pl.x_E,HP  
— 光线追迹：初始系统概览 4R&e5!  
— 几何场追迹加(GFT+)： G5T(  
 计算干涉条纹。 n5z";:p  
 分析对齐误差的影响。 p\G1O*Z  
QP~Iz*J'  
2. 系统说明 $MYAYj9r)  
LUfo@R  
{+CBThC  
3. 建模/设计结果 %h9'kJzNk  
g><itA?  
4. 总结 i$jzn ga  
9
 .3?$(  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 hx$bY  
k8S`44vj  
1. 仿真 VC.zmCglo^  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 "*HVL  
2. 计算 w^=uq3X?  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +]$c+!khj  
3. 研究 j9g0k<eg  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 /1z3Q_M  
T%TfkQ__d  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 557%^)v  
EHF dQ0gIa  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 4sM9~zC5  
}Q-%ij2  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 i0g/'ZP  
O3En+m~3n)  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 o!Y61S(  
Prqr,  
2. 说明：光源 )>r sX)  
B{2WvPX~q  
bS&XlgnKi  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 #VU>Z|$@N  
 因此，相干长度大于1m J}Ji /  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 n^2'O:Vs  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 #'fQx`LV  
YtFH@M  
1{$=N2U  
w@i;<LY.  
3. 说明：光源 f=kt0  
v%4zP%4Ak[  
n,*E s/\  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 abtYa  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 dCO7"/IHW  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 HbMD5(  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 DP08$Iq  
4. 说明：光学元件 yGE)EBH  
5fuYva >Ik  
0RGqpJxk  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 L',7@W  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 @M=\u-jJ.  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ~^v*f  
 透镜材料为N-BK7。 Ur,{ZGm  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 fK;I0J  
,ek0)z.  
6>F1!Q  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 (AswV7aGe  
'da$i  
9HG"}CGZP  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 +1>\o|RF  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] |3dIq=~1"Y  
s&D>'J  
d'!abnF[d  
rPkPQn:  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] m?O"LGBB=  
6. 分光器的设置 e?\34F  
NUM+tg>KM  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 4\iy{1{E,C  
7. 合束器的设置 N7#,x9+E  
Q|tzA10E  
@X]JMicJ  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ~09kIO)  
ucX!6)Op  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 !WNO!S0/j  
KYC<*1k  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 dEK bB  
#bCzWg  
1. 结果：利用光线追迹分析 z2god 1"  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 }-%:!*bLj  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 nAk;a|Q  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 mJa8;X!r6  
cW?~]E'<  
%40+si3c  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ]tc Cr;  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 mL]5Tnc  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 &U{"dJr  
k?`Q
\  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 jOU1F1  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 d;E (^l  
4. 对准误差的影响：元件平移 ;;<[_gp,E  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 =`MMB|{6  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _2rxDd1#.  
l4Qv$  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $X]Z-RCK3  
e<-^  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 mmBZ}V+&=  
2br~Vn0N  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c2Up<#t  
-< }#ImTN  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *>J45U(6:  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 &d i=alvv1  
}(v <f*7=n  
扩展阅读 _[8sL^  
1. 扩展阅读 U_1N*XK6$  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 3?-2~s3gp  
 开始视频- 光路图介绍 c%x.cbu>  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 a 8.Xy])!  
 其他测量系统示例： %tZ[wwt  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)