[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) Th(F^W9  
GYM6 `  
应用示例简述 #Y'svn1H  
.vJt&@NO  
1. 系统说明 s#2<^6  
kx_PMpc  
 光源 EU@XLm6  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Owz.C_{)  
 元件 X*Dt<i};v  
— 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 iJD_qhd7  
 探测器 Vj{}cL"MR  
— 干涉条纹 6q]`??g.  
 建模/设计 *2tG07kI  
— 光线追迹：初始系统概览 }2-p=Y:6  
— 几何场追迹加(GFT+)： >iIUS  
 计算干涉条纹。 O)i]K`jk  
 分析对齐误差的影响。 *S$`/X  
mbm|~UwD  
2. 系统说明 875BD U  
z`Cq,Sz/  
Ul?92  
3. 建模/设计结果 q|fZdTw  
`*hrU{b  
4. 总结 m&X6a C'[  
7/$s!pV  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~0~f  
_Z|3qQ  
1. 仿真 2AZ)|dM'`  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 `!$I6KxT  
2. 计算 %: .{?FB_  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 r+WY7'c  
3. 研究 wWNHZv&  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 H!NyM}jsr  
+5BhC9=b  
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。  4[]/  
{,aI0bw;  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 [Nn ?:5"
 
dq{wFI)  
 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。 CNiUHUD  
G`HL^/Z*  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 """gV)Y  
lV0\UySH  
2. 说明：光源 h^D]@H  
m%
{4  
LJ|2=lI+jb  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 JM@}+pX  
 因此，相干长度大于1m AGN5=K*D  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 9w=GB?/  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ByK!r~>Z1Q  
6O>GVJ
bw  
i:ZL0nH-  
<6s?M1J  
3. 说明：光源 =k1 ,jn+  
9p#Laei].  
wf<=rW'  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Z/wKUK;  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 /@
<Pn&Rq  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 {5=Iu\
e  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 HCI|6{k  
4. 说明：光学元件 &O'6va  
)-_]y|/D:r  
E,[@jxP  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 >_Dq)n;%  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 -];/*nl  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 [`~E)B1Y  
 透镜材料为N-BK7。 !c+Nf2I7S  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 p. eq N  
H?~|Uj 6  
v:Av2y  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 #-_';Er\  
)5}=^aqd  
Gyak?.@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)。 cu4&*{  
 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] ]{r*Z6bs  
}hralef #N  
*Op;].>E  
(3DjFT3 w  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] Zr0b
Ve+h  
6. 分光器的设置 Gk9Y{  
^T[8j/9o^  
 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 FYI*44E  
7. 合束器的设置
+0016UgS#  
bqHR~4 #IR  
BULf@8~(  
 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。 (5s$vcK  
0^41dfdE  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2nW:|*:/p6  
W0X/&v,k*  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 T[}A7a6g_  
h01 HX  
1. 结果：利用光线追迹分析 Q= DP# 9&  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 +>#SB"'  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 :Yi1#  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 y9cDPwi:b  
!o+Y"* /  
9E/{HNkf  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 i`3h\ku  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 gOpi
>  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 "<3F[[;~  
.E'Tfa  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 d NQ?8P-&  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 UEZnd8  
4. 对准误差的影响：元件平移 cFcn61x-  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 G%{J.J41F  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 p^|IN'lx,  
DJxe3<  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 dzIcX*"  
SV2DvrIR  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 J<g$hk  
9yU(ei:GUo  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Hc`)Q vFRW  
E+LAE/v@  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 = GN1l[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。 ftS^|%p  
_4eSDO[h  
扩展阅读 \LYB% K}  
1. 扩展阅读 3uSj5+@q6  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 : GVyY]qBU  
 开始视频- 光路图介绍 N/wUP  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ,/?7sHK-0  
 其他测量系统示例： SG:Fn8  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)