[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) (A.C]hD  
a(ZcmYzXU  
应用示例简述 j3ls3H&  
@_{=V0  
1. 系统说明 b" [|:F>P  
HTTC
TR  
 光源 pT6$DB#  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) _+3::j~;m  
 元件 Qn2&nD%zi  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 YtLt*Ig%  
 探测器 S$-7SEkO+  
— 干涉条纹 9} .z;prz  
 建模/设计 */S_Icf  
— 光线追迹：初始系统概览 [{/jI\?v  
— 几何场追迹加(GFT+)： )0k53-h&  
 计算干涉条纹。 )D%~`,#pQ  
 分析对齐误差的影响。 |u p  
bpa?C  
2. 系统说明 %A0/1{(  
o^wqFX(Y  
2
MK-5Kg  
3. 建模/设计结果 p5*jz
Q  
WTiD[u  
4. 总结 KqP#6^ _  
9;If&uM  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 l;E(I_ i)  
9W);rL|5  
1. 仿真 -trkA'ewZ  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 _)iCa3z  
2. 计算 IdN41  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )QJUUn#  
3. 研究 &#i"=\d  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 uHNCSzH(  
?gXp*>Kg[  
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。 b#o|6HkW  
iU:cW=W|M\  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 y|jq?M<A  
tQ601H>o  
 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。 yIE!j%u  
IAyp2  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ]I6 J7A[  
.jK4?}]  
2. 说明：光源 ?&uu[y  
!PE]C!*gv&  
@'|~v<<WZ  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 2 ? 4!K.  
 因此，相干长度大于1m #p{4^  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 HE\K@3-  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 WfRXP^a  
{
\\Tgs  
- ! S_ryL  
<{cQ2  
3. 说明：光源 !TcJ)0   
MUwMb!Z.s  
h>bx}$q  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 7PF%76TO  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 VS|2|n1<6  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ,]/X\t5]D  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 [KQ6Ta.  
4. 说明：光学元件 :MDKC /mC  
$`'/+x"%  
EBmt9S
 
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 A_UjC`  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Z #m+ObHK1  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 -%4,@ x`  
 透镜材料为N-BK7。 +W+|%qM,\  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 H%lVl8oQ  
=?`c=z3~i$  
"^iYLQOC  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 CTA3*Gn  
x$(f7?s] 1  
E<*xx#p  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 J?$,c4;W2  
 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] n._
-! WI  
_Bj":rzY  
d<x7{?~.DK  
^d73Ig:8q  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] pmYHUj #  
6. 分光器的设置 rU(+T0t?I  
<=C?e<Y  
 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 eJ81-!)  
7. 合束器的设置 UR5`ue ;  
{+b7sA3
 
9-m=*|p  
 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。 ^LzF@{ G  
1m0c|ckb  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 
3HK\BS  
] @fk]]R  
 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&:,oG2M  
q-d:TMkc  
1. 结果：利用光线追迹分析 IEvdV6{K  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 X#;bh78&-  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 "5$B>S(Q  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 T^]}Oy@e,J  
B4 }bVjs  
IV)
j1  
 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。 R0-j5&^jju  
 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。 y1L,0 ]  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ENY+^7  
-d:Jta!}{  
 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°。 l%i+cOD  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。  %D "I  
4. 对准误差的影响：元件平移 Dv`c<+q(#  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 D^;Uq8NDKq  
 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。 A&jlizN7  
@7n"yp*"  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !jR=pIfq  
uY'
HT|@:{  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 NQ2E  
;,e2egC'  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @D
o=
k  
7Hu3>4<  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 +=8VTCn?  
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。 $PHvA6D  
k"w"hg&e  
扩展阅读 3=ymm^  
1. 扩展阅读 Owk|@6!  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 jW@
Uo=I[  
 开始视频- 光路图介绍 0:d_Yv,D  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 *CHX  
 其他测量系统示例： <c/5b]No  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)