[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) \:UIc*S  
H7DJ~z~J  
应用示例简述 IqoR7ajA  
%xyou:~0zs  
1. 系统说明 Kh_Lp$'0uM  
<Pi|J-Y  
 光源 :w^Ed%>y7  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) K>@+m  
 元件 Bn &Ws  
— 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 >: g3k  
 探测器 s|y "WDyx5  
— 干涉条纹 |0f>aZ  
 建模/设计 7](
KV"%V  
— 光线追迹：初始系统概览 u@cYw:-C  
— 几何场追迹加(GFT+)： Z'7
 
 计算干涉条纹。 <d$x.in  
 分析对齐误差的影响。  ^0\  
j=r P:#  
2. 系统说明 LHo3 Niy.  
/$p6'1P8  
[UWdW  
3. 建模/设计结果 %#xaA'? [  
S;286[oq@  
4. 总结 /^#;d UB  
Su/6Q$0 t  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Tq[kl'_  
/Y2}a<3&0  
1. 仿真 9^#c|
0T  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ~yW4)4k;b  
2. 计算 P 'od`  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 %_%Q8,W  
3. 研究 %UERc{~o*,  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 F7EKoDt  
Xx0hc 8qd  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 +{f:cea (1  
[`"ZjkR_J  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 0vD7v  
1e{IC=  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ij(B,Y  
9Hb6nm  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 n%o5kVx0  
8"8t-E#?  
2. 说明：光源 #(N+(():  
%,@e^3B  
PIoLywpRn  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 P"IPcT%Ob%  
 因此，相干长度大于1m ?kH8Lw~{5W  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 2j}\3Pi  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 3yU.& k  
1Vrh4g.l  
v50bdj9}k  
v,-HU&/*B  
3. 说明：光源 uXJ;A *  
;RC{<wBTx  
R6kD=JY/!  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 EIf5(/jo  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 xSsa(b  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 %InA+5s`  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Ybs\ES'?A  
4. 说明：光学元件 Mh:L$f0A%O  
=JK@z  
@hiCI.?X  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 9=8iy w  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Bn#?zI  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 4U+xb>  
 透镜材料为N-BK7。 (a.z9nqGA  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 j<VFn~*_  
e.7EU  
-pf}  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 -.u]Ge
My  
(:TjoXXiY  
ODNM+#}`  
 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)。 =[cS0Sy
  
 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] n22zq6m  
bMg(B-uF7  
4:$4u@   
6}[I2F_^  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] cl[BF'.H  
6. 分光器的设置 hV8[@&Sx3  
"d#Y}@*~o  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 AS'R?aX|C  
7. 合束器的设置 Z_};|B}  
7~^GA.92  
I7|Pi[e  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 9ifDcYl  
S;3R S;  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 EUD~CZhS"k  
V:In>u$QJ!  
 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)。 \qdHX  
D/Z6C&/I  
1. 结果：利用光线追迹分析 $+8cc\fq  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 fHE<(  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 @r/#-?W  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 p4.wh|n  
]qethaNy  
|oH,   
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 bhTb[r  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 T! Y@`Ox  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 5{|7$VqPF  
>Ea8G,  
 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°。 4IB9,?p  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Xb:;</  
4. 对准误差的影响：元件平移 GY6`JWk  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Uol|9F  
 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。 [-65PC4aN  
<r.)hT"0  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \rx3aJl  
/ ;$#d}R  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 1tEgl\u\  
Fsmycr!R  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9_
# >aOqL  
dsb`xw  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6Z>FTz_  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 @K\~O__  
^W`<gR  
扩展阅读 k$R~R-'  
1. 扩展阅读 yh Yb'GK  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 WZ-s--n#  
 开始视频- 光路图介绍 Jj>?GAir  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 s1MErd  
 其他测量系统示例： h;C5hU4P  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)