[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) )Nv1_en<!  
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应用示例简述 Y4T")  
s:`i~hjq  
1. 系统说明 dn6B43w  
Hh<H~s [  
 光源 q>q:ZV  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ^6 6!f 5^W  
 元件 &
4'<{  
— 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 CU$khz"  
 探测器 od;-D~  
— 干涉条纹 qZoDeN-CC  
 建模/设计 *P()&}JK  
— 光线追迹：初始系统概览 vG&>-
Z  
— 几何场追迹加(GFT+)： $o"
nTl  
 计算干涉条纹。 <QtZ6-;_f  
 分析对齐误差的影响。 e4X df>B  
KuNLu31%  
2. 系统说明 4.6$m  
p<R:[rz  

MsB>3  
3. 建模/设计结果 c?::l+  
,OZ  
4. 总结 5
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2  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 *%-<Ldv  
_ %s#Cb  
1. 仿真
I?KN7(9u?  
以光线追迹对干涉仪的仿真。  %zavSm"  
2. 计算 6fwNlC/9  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~f QrH%@  
3. 研究 %wD#[<BGn>  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 J,a&"eOZ  
`RTxc  
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。 5C w( 4.  
! FcGa  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 7j& t{q5  
8jK=A2pTa  
 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。 T2{e1 =Z7  
iIfiv<(ChM  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 [o^$WL?c
 
^Z (cVg  
2. 说明：光源 VPN 9 Ql=  
7
uBx  
(}#&HE
<  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 "$BkO[IS  
 因此，相干长度大于1m ;W0J  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 tpI/Ibq  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 \Y


#  
+U fw  
a%q,P @8  
b[vE!lJEq  
3. 说明：光源 q/U-WQ<+  
;NP-tA)  
)Rr6@o  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ^Ks1[xc*`  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #v c+;`X  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 6Ga'_P:  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 =B&|\2`{)  
4. 说明：光学元件 &H_/`Z]Q  
a$W O}g?  
.M6.]H  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ;5X6`GlS#5  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 COi15( G2  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 4'faE="1)S  
 透镜材料为N-BK7。 PvKG
B01_  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 +kI}O*s  
\:'GAByy  
8;M,l2pmR{  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 MpKXC  
IO7z}![V;  
jS,Pu%fR  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 (~@.9&cBD  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] H Qj,0#J)  
j'*.=cwsp  
:M6|V_Yp  
<mX5VGY9^  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] `&I6=,YLp  
6. 分光器的设置 U["<f`z4\  
)t~ad]oM  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 hl[<o<`Q  
7. 合束器的设置 (,"%fc7<i  
.0nT*LF  
K*^'tltJ  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 d%@0xsU1  
0MT?}D&TL  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 &tkPZ*}#1  
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<,T  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 bSM|"  
{\?f|mmq  
1. 结果：利用光线追迹分析 0"-H34M<D  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ,>g(%
3C  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 /3+E-|4s  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹
:wzbD,/M  
vU/sQt8  
.K940& Ui  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ILNghtm-  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 NgGpLdaC2v  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 NVVAh5R  
Q0PqyobD  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 hAi'|;g  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 :U1V 2f'l3  
4. 对准误差的影响：元件平移 uxrNkZia  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 U:/_T>f%  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 }k1[Fc|  
Yk4ah$}%-^  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;?o"{mbb  
X bV?=  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 jaTCRn3|<  
?!34qh  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Tq6@ 1j6p  
yErvgf  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 t/"9LMKs?  
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。 Z}O0DfT;  
`tsqnw  
扩展阅读 3~0Xe  
1. 扩展阅读 Lj3q?>D*^6  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 l5k]voG  
 开始视频- 光路图介绍 k|^nrjStC  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 *Oe;JqQkK  
 其他测量系统示例： f1VA61z{)  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)