[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) USVM' ~p I  
*,9.Bx*  
应用示例简述 QiU!;!s  
Ck,.4@\tK  
1. 系统说明 $mA+4ISK  
B!jINOg  
 光源 Uk5O9D0 He  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 51oZw%os=  
 元件 ^'8T9N@U  
— 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 vfT<%Kl!'  
 探测器 am
I$0  
— 干涉条纹 M4a-+T"  
 建模/设计 $q}}w||e~0  
— 光线追迹：初始系统概览 eK"B.q7  
— 几何场追迹加(GFT+)： AR\?bB~`c  
 计算干涉条纹。 v |/IN  
 分析对齐误差的影响。 fTi,S)F'  
!M~p __  
2. 系统说明 {aq\sf;i{  
OwGl&  
nLq7J:  
3. 建模/设计结果 ?U0iHg{  
eafy5vN[zX  
4. 总结 u!2.[CV  
n5_r 3{  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 J
H!qGV1  
o a,Ju  
1. 仿真 RM53B  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 F2yM2Ldx  
2. 计算 d"78w-S  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 h Ia{s)  
3. 研究 8eP2B281  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 r @~T}<I  
6wzF6]@O  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 O?@1</r^  
~c!zTe  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ( DwIAO/S  
Sm#;fx+  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。
Pi6C1uY6  
G*BM'^0+  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 B@*BcE?  
<W,k$|w  
2. 说明：光源 !?tWWU%P)  
MAR kTxzi  
 49 3ik  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 c%)uG _  
 因此，相干长度大于1m ;:*o P(9k  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 }M/w 0U0o  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 QN-n9f8  
9G_=)8sOV  
VO(Ck\i}  
oO @6c%  
3. 说明：光源 MvY0?!v  
cFUYT$8>  
!5`}s9hsF_  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 uGl0z79  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 G"MpA[a_  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 .Z&OKWL  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 W _b$E =  
4. 说明：光学元件 nAF@47Wo  
ao
{>.b  
8)rv.'A((E  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 t
@.gmUUA  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 EyNI]XEj  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 D0i84I`Z%  
 透镜材料为N-BK7。 .EloBP  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。
*U54x /w|  
F.A<e #e?
 
;~]&$2sk  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 K?[pCF2C  
NG'VlT  
o9wg<LP  
 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)。 CG9X3%xO%  
 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] lha)'
 
8fM}UZI  
xOT'4v&.  
*, *"G?  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 3!Qt
_,  
6. 分光器的设置 !
+uMH!  
]Jnf.3  
 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 c;U\nC<Y  
7. 合束器的设置 X""'}X|O  
|B`-chK  
18[f_0@ #  
 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。 i
qy}|xAU  
h!K B%4V  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 LOnh
FX   
x(]s#D!)  
 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)。 6S6nE%.3  
Ka_UVKwMro  
1. 结果：利用光线追迹分析 _D,8`na>K  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 J+IW  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 @0 -B&w  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 /kw4":{]  
Dx <IS^>i  
cJA:vHyw  
 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=54n=O?  
 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。 yQi|^X~?$  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ?>%u[g   
22BJOh   
 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°。 }2NH>qvY  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 _5`M( ;hL2  
4. 对准误差的影响：元件平移 21o_9=[^  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 G0Wd"AV+  
 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[60r  
5ef&Ih.3  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =k$d8g ez  
WHNb.>  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 e< CPaun  
h[Iu_#HMa  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Ec\x;li! *  
{?!hUi+  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 19N:9;Ixz  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 b]JN23IS2  
P);Xke  
扩展阅读 %ly;2HIk  
1. 扩展阅读 <`r+l5  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 M`>W'<  
 开始视频- 光路图介绍 <khx%<)P  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 *$
cp"  
 其他测量系统示例： j2P|cBXu  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)