[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) /8Xd2-  
T{B\1|2w  
应用示例简述 .EXxNB]%Y&  
L8.u7(-#  
1. 系统说明 CeD(!1VG  
#P/}'rdt  
 光源 qQ^bUpk0  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) !`S61~gE  
 元件 [qHtN.  
— 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 E!]d?t3b  
 探测器 o7^u@*"F  
— 干涉条纹 .'Rz tBv  
 建模/设计 +T*]!9%<`:  
— 光线追迹：初始系统概览 &$<7]a\dM  
— 几何场追迹加(GFT+)： UkzLUok]U  
 计算干涉条纹。 Bm:N@wg  
 分析对齐误差的影响。 =Dc9|WuHN  
227 Z6#CF!  
2. 系统说明 /vrjg)fer  
yh{Wuz=T  
<52)  
3. 建模/设计结果 wU(N<9  
T.B}k`$  
4. 总结 n\'@]qG)Z4  
b+!I_g4P  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 i8 fUzg)  
6SVh6o@]  
1. 仿真 oV,lEXz  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 &8'QD~  
2. 计算 FTT=h0t  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 D4;6}gRC  
3. 研究 5nh:S0M6V  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Y>a2w zr  
wfY]J
0l  
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。 j`LvS  
y - Ge"mY  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 DfX}^'#m+  
\h UE,^  
 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。 $,DX^I%!  
6,:`esl  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ~RIn7/A  
ns;nle|m  
2. 说明：光源 bc ;
(2D  
8^)K|+_'m  
lgei<\6~n5  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 a]
nyZdt`  
 因此，相干长度大于1m &.`/ln  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 $bo 5:c  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 +t`QHvxv  
l!9G  
D`fi\A  
?KF.v1w7  
3. 说明：光源 v.pj PBU1  
?~fuMy B  
\[F4ooe  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 .X(*mmH  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 E])X$:P?  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 xulwn{R s  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 \5=fC9*G  
4. 说明：光学元件 {nl4(2$  
Fm,}sP"Qx  
y*fU_Il|!  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Kl)PF),  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 6yRxb(  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 1> wt  
 透镜材料为N-BK7。 wU=@,K  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 q9mYhT/Im  
km+}./@  
\/ 8 V|E  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 1XvB,DhJ  
n^m6m%J)  
a}]zwV&  
 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)。 TRSR5D[  
 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] P0N%77p>"  
{2,OK=XM|  
p"XQJUuD  
#7~i.8L  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] %`Q<_LTU  
6. 分光器的设置 !`-/E']/  
*=O~TY<](  
 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 3"
OD"  
7. 合束器的设置 ZZXQCP6]  
h r!Htew4  
(&x#VmDL  
 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。 ]/y&5X  
;2=H7dq  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 1*!`G5c,}  
Uhz<B #tj  
 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)。 E'J| p7  
M6+_Mi.  
1. 结果：利用光线追迹分析 oU.LYz_  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I}aiy.l  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 f9Hm2wV  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Jm+hDZrW  
T"2D<7frbo  
p^U:O&U(  
 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。 |<n+6  
 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。 z$d/Vz,a  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 -H%806NAX7  
=N9a!ii|  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 4?AggqW  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 0O,l rF0'  
4. 对准误差的影响：元件平移 U&D"fM8  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 J=gerdIk  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 i7fQj, q  
.cQ<F4)!tu  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9W{=6D86e  
x"Hi!h)v  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 'j)xryw  
IR+dGqIjZb  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Q`Q%;%t  
'y [eH  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 J/j?;qx]j  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 T>&d/$;]  
- T,;Fr'  
扩展阅读 Fvy__qcHi  
1. 扩展阅读 $f-f0t'  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 @eRR#
S  
 开始视频- 光路图介绍 T #&9|  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 -$E_L:M  
 其他测量系统示例： pr8eRV!x  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)