[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) I_r@Y:5{  
_eKO:Y[e  
应用示例简述 5bLNQz\WJ  
E{orezP  
1. 系统说明 M@cFcykK  
.^wpfS  
 光源 `9^tuR,  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) CVfV   
 元件 +Uq|Yh'Q  
— 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 ai_ve[A  
 探测器 zKd@Ab  
— 干涉条纹 FH=2,"A  
 建模/设计 KW .4 9  
— 光线追迹：初始系统概览 FgH7YkKrD  
— 几何场追迹加(GFT+)： 9^}&PEl  
 计算干涉条纹。 '0HOL)cIz  
 分析对齐误差的影响。 N{v)pu.  
n~ *|JJ*`  
2. 系统说明 ^lHy)!&A  
]>X_E%`G<b  
e(t}$Q=  
3. 建模/设计结果 Tvx1+0Z%z  
tJ^p}yxO  
4. 总结 QF>T)1&J[7  
nJ;^Sz17Q  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 |n26[=\B  
]*=4>(F[  
1. 仿真 296}L
W  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 N9w"Lb  
2. 计算 %>m.Z#R(  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 f!'i5I]  
3. 研究 ]DNPG"  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 q_b!+Y  
PT~htG
<Fw  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 hP"2X"kz&  
>bW=oTFz  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ~+Gh{,f  
}Fjbj5w0  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 j*
.;6}\o  
}-oba_  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 0i*V?  
+bznKy!  
2. 说明：光源 &
P-8_I  
0-Mzb{n5  
w/6X9d  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 {+67<&g  
 因此，相干长度大于1m zZ%[SW&vC  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 _*o<<C\E  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 >5FTBe[D  
'I$FOH  
V%
8(zt  
\W*L9azr  
3. 说明：光源 .iy4 (P4  
=.3#l@E!C  
q<:8{Y|  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 w ,j*I7V  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Q!+AiSTU  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 h&'|^;FM  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 aC,adNub  
4. 说明：光学元件
'
zYS:W  
qX@e+&4P0  
d,^O[9UWo  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 WoT
eIkM9  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 O(-p md,  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 a3yNd  
 透镜材料为N-BK7。 B7f<XBU6
>  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。  vD#U+  
G0 )[(s  
a`'>VCg  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 t.( `$  
Rt#QW*h\|i  
LSC[
S:  
 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)。  t;o\"H  
 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] nCq'=L,m  
95,]86  
^77W#{Zs  
DsMo_m/"1  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] [BE_^d5&  
6. 分光器的设置 uMQI Aapb  
F*KQhH7Gf  
 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 DzpWU8j  
7. 合束器的设置 0b{jox\!B  
:Qge1/  
)gdeFA V  
 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。 A$@;Q5/2  
cpOt?XYR~  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 #Pg#\v|7#>  
% G=cKM  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 6\7c:  
ZO%^r%~s  
1. 结果：利用光线追迹分析 1K9.3n   
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 zQ=b|p]|W  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 oLoc jj~T  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 <MS>7Fd2  
?,$:~O*w  
2PQBUq  
 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。 _x.2&S89  
 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。 J@-'IJ  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 {bXN[=j  
l!,tssQ  
 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°。 M+&~sX*a  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 a[K&;)  
4. 对准误差的影响：元件平移 ql@2<V{  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 %r[`HF>  
 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。 9Kd=GL_  
qArR5OJ  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /l7 %x.  
XCI  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Iy_5k8]  
Ic&~iqQ  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 I7U/={[J  
V(TtOuv  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *)Pm  
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。 W
HC/'kvF  
EGD{nE  
扩展阅读 u{4P)DIQ  
1. 扩展阅读 c^w^'<  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 7g*!6-W[  
 开始视频- 光路图介绍 1`?o#w  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 &n1Vv_Lb  
 其他测量系统示例： 9y7hJib  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)