[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? SFtz  
hT DFIYV  
应用示例简述 r2.f8U  
Jv[c?6He  
1. 系统说明 ;jZfVRl  
qh)10*FB  
 光源 WJA0 `<~  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) kaG@T,pH(  
 元件 ]Te,m}E  
— 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 %xuJQuCqf  
 探测器 .KeZZLH  
— 干涉条纹 xC}9W6  
 建模/设计 zMI_8lNz  
— 光线追迹：初始系统概览 2M`:/shq  
— 几何场追迹加(GFT+)： JIH6!  
 计算干涉条纹。 HA#9y;\  
 分析对齐误差的影响。 S?BI)shmg  
+_"AF|  
2. 系统说明 58>C,+  
HCIS4}lQ  
X:kqX[\>  
3. 建模/设计结果 u+_6V  
Z^_-LX:%  
4. 总结 \YMe&[C:o  
d:&=|k
Kw  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U5!~@XjG>  
kh5VuXpe  
1. 仿真 wRsh@I<  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ra]lC7<H  
2. 计算 yc:y}"  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (5\VOCT>4%  
3. 研究 8{)j"rghah  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 MIx,#]C&  
P g.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析。 ~[
ZRE @  
=4_Er{AT  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 H$44,8,m  
vp2s)W8W  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 zNRR('B?  
/OtLIM+7~{  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 efUa[XO  
[#mRlL0yk  
2. 说明：光源 'fS&WVR?  
+rN&@}Jt.  
n~Qo@%J
r  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 {$P')>/  
 因此，相干长度大于1m fMluVND  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 2Sb68hJIE  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 /k
H 7I  
/]>8V'e\  
J2avt  
5!jU i9  
3. 说明：光源 ?Jy/]j5fI  
,We'AR3X  
@CNe)&U  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 0/TP`3$X#"  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 7M,(!*b  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ttfCiP$  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Ra)AQ n  
4. 说明：光学元件 0qp Pz|h  
&qMt07  
d]r?mnN W  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 pz0Q@n/X  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 P+<4w  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 @|6#]&v`  
 透镜材料为N-BK7。 q.s'z}  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 M"!{Dx~  
5=hMTztf!!  
Boj#r ,x  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 5[0W+W  
)l6(ss!J  
35 d:r:  
 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)。 vp&N)t_  
 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] =x3T+)qCNX  
}CGA)yK~3  
o>75s#= b=  
TW~%1G_v  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] %pj T?G7  
6. 分光器的设置 !$pnE:K  
0@
>  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 }P\J?8  
7. 合束器的设置 1<D^+FC4b,  
k<A|+![  
<TEDqQ  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 Zt ;u8O  
z*e`2n#\  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 DDBf89$\  
p>h}k_s  
 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)。 0WQd#l  
F~C7$  
1. 结果：利用光线追迹分析 =z*SzG  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 bZ[ay-f6oK  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 uFnq3m^u  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 bPA1>p7  
avy@)iO7  
>=K~*$&>  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 :V~ AjV  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 hka`STK{  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 hh8U/dVk*  
D:0?u_[W  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 siz:YRur  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }e-D&U  
4. 对准误差的影响：元件平移 Pf#DBW*  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Y/]J0D  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 1 EwCF  
8d[!"lL  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }WnoI2  
g`I$U%a_2  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 KvmXRf*z  
%`0*KMO3  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 gr\vC  
PMZ*ECIJU  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 :wz]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。 8V@\$4@b!#  
T854}RX[{  
扩展阅读 |vY|jaV}  
1. 扩展阅读 u&<NBxY  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 '@f#GNRT  
 开始视频- 光路图介绍 %o_CD>yD  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 &uXu$)IZ  
 其他测量系统示例： tUhr gc  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)