[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) lR/Uboyy  
i6S["\h>  
应用示例简述 ]z2x`P^oI  
b~{nS,_Rn  
1. 系统说明 Q[FDk63;w  
A8k$.E  
 光源 M,cz7,  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ;Aheeq746  
 元件
qW /&.  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 3NdO3-~)  
 探测器 E&Zt<pRf;2  
— 干涉条纹 qiq=v)  
 建模/设计 8w#4T:hsuN  
— 光线追迹：初始系统概览 Bat@  
— 几何场追迹加(GFT+)： a'?LC)^  
 计算干涉条纹。 `)kxFD_bH  
 分析对齐误差的影响。 WqS$C;]%  
sGh TP/  
2. 系统说明 \tA
@A  
"yl6WG#J  
CtUAbR  
3. 建模/设计结果 ].Ra=^q  
bM }zGFt  
4. 总结 ^E)8Sb9t  
TH55@1W,[  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 CYsLyk  
r9<#R=r)}J  
1. 仿真 ]VEc9?  
以光线追迹对干涉仪的仿真。
||fCY+x*8  
2. 计算 H_ NoW  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 'Tskx  
3. 研究 69t6lB#;!  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Q'Uv5p"X  
sxdDI?W4  
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。 o)Px d  
{DE4PE`  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 - /cf3  
r1z+yx  
 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。 Z`Jt6QgW  
9|NF)~Q}'  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ')iyD5/4  
%|ioNXMu  
2. 说明：光源 dnM.  
l*Fp}d.  
L+mHeS l  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ? :A%$T  
 因此，相干长度大于1m uLfk>&hc  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 &V%faa1  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 #MviO!@  
yNG|YB;  
iQgr8[ SFf  
BQv*8Hg B6  
3. 说明：光源 {cjp8W8hS  
U} 
Pr1  
bU}l*"  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ^rGuyW#  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 *ozXilO  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 mZ0_^  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 QVmJ_WT  
4. 说明：光学元件 CUft  
{@'#|]4y.  
YpG6p0 nd  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 c0_512  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 [Kb)Q{=)  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Ax9A-|  
 透镜材料为N-BK7。 ?\<Kb|Q  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 9U@>&3[v  
j*~z.Q|  
O7J V{'?  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 w;kiH+&  
> lI2r}  
)Q<u0AxAn  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 #8%~u+"N  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] :#UA!|nV  
L9l]0C37e  
Wi*HLP!lNC  
UI wTf2B  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ++!0r['+>  
6. 分光器的设置 D}2$n?~+  
YdYaLTz  
 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 @-ir
 
7. 合束器的设置 1R]h>'  
aq9Ej]1b  
ApcE)mjpc  
 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。 I@1VX5  
/1hcw|cfC  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 >/.Ae8I)  
mE9ytFH\k  
 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)。 K~qKr<)  
V|4k=_-  
1. 结果：利用光线追迹分析 FX~
pjM  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 {!pYQ|#  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 WVx^}_FD0  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 4EhWK;ra  
SPINV.  
xfqU atC  
 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。 uzT>|uu$  
 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。 l i%8X.  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 )r XUJ29.  
Wf&i{3z[  
 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°。 !6J+#  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 *[b~2  
4. 对准误差的影响：元件平移 h~#.s*0.F  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 :|=Xh"l"  
 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。 *{=q:E$  
Oz=!EG|N  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 `yM9XjEl>  
djDE0-QxcR  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,(kaC.Em  
?Lr:>  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $o*p#LU  
UJ&gm_M+kL  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 fBPJ8VY  
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。 -B:O0;f  
okBaQH2lUl  
扩展阅读 @Z@S;RWS
U  
1. 扩展阅读 mXUe/*r0T  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 lH>6;sE  
 开始视频- 光路图介绍 JL?|NV-  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 DjiWg(X  
 其他测量系统示例： bE"J&;|  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)