[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) AhNq/?Q Q~  
PK"c4>q  
应用示例简述 0$-xw  
W>O~-2  
1. 系统说明 ,13Lq-  
N"3b{Qio  
 光源 >Bgw}PI  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) A$w4PVS  
 元件 PnoPbk[<  
— 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 |M+<m">E  
 探测器 )LyojwY_g  
— 干涉条纹 o";Z$tAJkC  
 建模/设计 rSJ9v:  
— 光线追迹：初始系统概览 WH= EPOR,  
— 几何场追迹加(GFT+)： %wSj%>&-R  
 计算干涉条纹。 o9H^?Rut  
 分析对齐误差的影响。 tuhA 9}E  
GxKqD;;u?=  
2. 系统说明 _~T!9  
*;Ed*ibf  
D`VM6/iQR  
3. 建模/设计结果 /;
utcc  
E~_]Lfs)  
4. 总结 iySRY^  
?G-e](]^<  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 UNkCL4N  
7=DjI ~  
1. 仿真 1SR+m>pL  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 `4~H/'%QB  
2. 计算 tz&y*e&  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 dtcIC0:[  
3. 研究 >`%'4<I  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $9ky{T?YG  
uECsh2Uin  
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。 r9ww.PpNk#  
:M6+p'`j  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 !ki.t  
/)>s##p*  
 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。 Y14W?|KOB  
3dRr/Ilc  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 =F;.l@:  
f`&dQ,;  
2. 说明：光源 d:i;z9b@to  
Ix(><#P  
f0BdXsV#g  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 *Otg*,\  
 因此，相干长度大于1m S!sqbLrBn  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Vl2XDkhq  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 \R3H+W  
mb!9&&2-t  
@`,1:
 
C|?o*fQ  
3. 说明：光源 ,-OCc!7K  
3hK#'."`N  
W[}s o6  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 xu'yVt9RC  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Vb'7>  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 @-&s: Qli  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 *<u2:=_s  
4. 说明：光学元件 bpxeznz  
&|`C)6[C  
E{n:J3_X^d  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 +a*^{l}AST  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 jr3ti>,xV  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 }nMPSerE  
 透镜材料为N-BK7。 -c}, :G"  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 <fs2fTUeqF  
v%RP0%%{s  
is@b&V]  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 fks)+L'  
nQ/E5y  
~D|5u\D-  
 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)。 ;IpT} ,  
 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] 3ux0Jr2yT  
e0$=!QlPr  
@GvztVYo  
>B>CB3U  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] DSj(]U~r  
6. 分光器的设置 U5r7j  
$\?yAE  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 k}#;Uy=5  
7. 合束器的设置 G!XIc>F*  
0Ld@H)  
!L95^g  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ]K*8O<  
W'on$mB5<  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 #"49fMi/  
A%2:E^k(s  
 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)。 ZlojbL@|4  
C-?!S  
1. 结果：利用光线追迹分析 5~yNqC  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 8j4z{+'TQ  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 1lpw
Z"  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 L.=w?%:H=  
)$Z=t-q  
@EoZI~  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 E~kG2x{a  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 8#
&q$kE  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 3.)b4T  
nJbbzQ,e  
 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°。 Ea(,aVlj  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ]0r|_)s  
4. 对准误差的影响：元件平移 YQ0)5}  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 &,.Y9; b  
 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。 S{K0.<,E  
')N{wSM9Ft  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wP/A^Rs  
99EXo+g  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 jp+_@S>  
K]xa/G(  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 vsj3  
5ZY)nelc  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 "+uNmUUnm  
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。 TH&
qX  
k'X;ruQ:tF  
扩展阅读 '>(.%@  
1. 扩展阅读 b5:op@V  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 "EV!>^Z  
 开始视频- 光路图介绍 $M:3XAN  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 "<i SZ  
 其他测量系统示例： Xq4|uuS-O  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)