[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) SQ,-45@W  
|2l-s 1|y  
应用示例简述 _+By=B.'  
^Q`5+  
1. 系统说明 44*#qLN  
}%Mdf6LS64  
 光源 1]:,Xa+|S  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) >"2jCR$/  
 元件 zTcz+3x  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 &"%Ws{Qn]  
 探测器 t?>}0\1  
— 干涉条纹 #$BFTlm|  
 建模/设计 X0 |U?Ib?  
— 光线追迹：初始系统概览 Vbv^@Kp  
— 几何场追迹加(GFT+)： B9NUafK=  
 计算干涉条纹。 g,\kLTg  
 分析对齐误差的影响。 ="$w8iRU  
,CyX*k8o  
2. 系统说明 <CVX[R]U  
nKGQU,C  
e=(Y,e3  
3. 建模/设计结果 Em&3g  
v
,}C~L3  
4. 总结 /FN:yCf  
@HbRfD/!  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 GPHb-  
>`03EsU  
1. 仿真 *}89.kCBF  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 z|3v~,  
2. 计算 m[=SCH-;  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #[M^Q h  
3. 研究 n3$=&  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 F\N0<o  
 t/t6o&  
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。 (X@\2M4@T#  
7Y@]o=DIc  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 f0g/`j@Up  
MPUyu(-%{  
 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。 1SjVj9{:  
"m^gCN}c  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 p'LLzc##  
3q4Zwv0z20  
2. 说明：光源 Xd:{.AXW  
%BC%fVdP  
p|->z  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 P\Qvj7_  
 因此，相干长度大于1m OF<:BaRs/  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Y[L,rc/j  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 CfW#Wk:8J  
BaIpX<$T  
=k<b* 8  
s7yKxg+`{  
3. 说明：光源 **m8 HD  
LIG@`  
Y&bYaq  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 9QP=  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 4e>f}u5  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 BywEoS  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 vfqXHc unj  
4. 说明：光学元件 /{buFX2"}  
&c-V QP(  
Po=:-Of:  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 {s@!N  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 `Zuo`GP*1  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 m>Wt'Cc  
 透镜材料为N-BK7。 qWK}  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 @{qcu\sZ  
HAE$Np|>a  
GjEV]hqR  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 z}J~X%}e  
Uot(3p!S6  
R5b,/>^'A  
 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)。 JUw|nUnl?  
 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] Tg O]q4  
%62|dhl6  
o!h::j0,~  
Ow?~+) 4  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 9u=]D> kb  
6. 分光器的设置 hFoeVM[h  
9*j"@Rm  
 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 Z5rL.a&  
7. 合束器的设置 RoHX0   
sifjmNP  
dW/(#KP/+  
 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。 *RJD^hu  
vB7]L9=@"  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 M"c=_5P  
IH*G
7;  
 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)。 g#{7qmM  
1h(n}u  
1. 结果：利用光线追迹分析 }6u}?>S  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 xPF.c,6b4=  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Xl$r720ZJr  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 7KC2%s#7  
Q.4+"JoG  
Y"5FK  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 'h&>K,U?5  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 %j0c|u  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 I&8!V)r)  
I7XM2xM  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 KxmB$x5-=8  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 :ldI1*@i<  
4. 对准误差的影响：元件平移 )q!dMZ(  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Tpnwwx[]:|  
 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。 <vg|8-,#m  
Xhyc2DKa_  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 h _c11#  
!Y^B{bh  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 "5,Cy3  
$\oe}`#o  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >0N$R|B&  
vO zUAi  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 =;8q`  
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。 LD|T1.  
bA"*^"^  
扩展阅读 :d<F7`k H  
1. 扩展阅读 >4lA+1JYk  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 q|B.@Ng.  
 开始视频- 光路图介绍 <ihJp^kgQ  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 )1 0aDTlr  
 其他测量系统示例： l>Zp#+I-  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)