[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) .8GX8[t  
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应用示例简述 6
D\$K  
dCb7sqJ%  
1. 系统说明 X[SdDYMY  
U}
yq*$N  
 光源 X_3*DqY  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ]\JLlQ}#H  
 元件 -$ VP#%  
— 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 " jBc5*  
 探测器 &g.do?  
— 干涉条纹 |#b]e|aP  
 建模/设计 cj64.C  
— 光线追迹：初始系统概览 |&oTxx$S  
— 几何场追迹加(GFT+)： gh?3[q6  
 计算干涉条纹。 \PzJ66
DL!  
 分析对齐误差的影响。 '5)PYjMnH  
)K}-z+$)k  
2. 系统说明 X7~^D[X  
mG*ER^Y@D  
IDY2X+C#U  
3. 建模/设计结果 6(1S_b=a  
/ucS*m:<x  
4. 总结 Oxp!G7qfo  
cr`NHl/XF  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 '% if< /  
~Fe$/*v  
1. 仿真 h(/& ;\Cr  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Z}AhDIw!G  
2. 计算 J*Q+$Ai~  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 KU=+ 1,Jf  
3. 研究 t?(fDWd|-  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 <\'aUfF v  
xxQgX~'x  
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。 =T-jG_.H  
nZX`y -AZ  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 b{Bef*`/  
so>jz@!EE  
 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。 xFzaVjjP  
20 Z/Y\  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Gspb\HJ^  
=x@v{cP  
2. 说明：光源 4J{W8jX  
[y&uc  
@b9qBJfQ  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。
3De(:c)@  
 因此，相干长度大于1m '!"rE1e  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ILIv43QKM(  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 v[\Z^pccgj  
z^o7&\:  
v:gdG|n"  
)E*-  
3. 说明：光源 y
TR5*{?j  
9yK\<6}}QH  
;3\'}2^|l  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 jSQM3+`b  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 c{3P|O&.  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 i
3vg7V.  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 "9#hk3*GqX  
4. 说明：光学元件 }p>l,HD  
bHg 0,N  
()ww9L2  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 pD]2.O  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 pN{XGkX.  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 .umN>/o[  
 透镜材料为N-BK7。 ?!u9=??  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 tP89gN^PA|  
i8!err._  
tN;^{O-(V  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图  N8)]d  
c27Zh=;Tj  
t9r R>Y9  
 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)。 $+ORq3  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] ?L"x>$  
2S//5@~_m  
gNC'kCx0c  
%3yrX>Js
 
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] +4F; m_G6  
6. 分光器的设置 qOAhBZ~  
5&_R+g  
 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 y*E{X  
7. 合束器的设置 L>pSE'}  
TVVu_ib  
,xutI  
 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。 #n+sbx5~
7  
a1x].{  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2RdpVNx\y  
1 J[z ![Tf  
 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)。 >:OP+Vc  
0zk054F'  
1. 结果：利用光线追迹分析 dKmPKeJM  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 E)]emeGd  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 orFB*{/Z  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 r;O?`~2'4  
[6?x 6_M  

F.D6O[pZ  
 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。 q)PSHr=Z  
 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。 u4xJ-Vu  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 t&-c?&FO\;  
xR;z!Tg)  
 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°。 ~Fo`Pr_  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 N@"e^i  
4. 对准误差的影响：元件平移 }mS Q!"f:  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Xy9'JVV6  
 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。 (kx>\FIK*  
%5;kNeD\Fq  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 KF7d`bRe  
DvTbt?i[  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 USXPa[  
S;BMM8U  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 {XW>3 "  
0.#%KfQ  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,88%eX|  
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。 7>gW2m  
II.Wa&w}  
扩展阅读 SNV;s,  
1. 扩展阅读 ve4QS P  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 !)c0  
 开始视频- 光路图介绍 lb]k"L%KU7  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 efh1-3f  
 其他测量系统示例： 6,]2;
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- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)