[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) KvY1bMU!  
|f{(MMlj  
应用示例简述 EK2mJCC|  
S'}pUGDO  
1. 系统说明 u#)ARCx,w  
N:~CN1  
 光源 h[i@c`3/2  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) wq:"/2p1  
 元件 /zg|I?$>Z4  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 8fWk C<f}  
 探测器 0x,NMS  
— 干涉条纹 iCIU'yI  
 建模/设计 *IQQsfL)  
— 光线追迹：初始系统概览 U#
g,XJ  
— 几何场追迹加(GFT+)： \'.|7{Xu  
 计算干涉条纹。 GZzBATx  
 分析对齐误差的影响。 QE4TvnhK  
wu~?P`  
2. 系统说明 3A!Qu$r9  
uWjEyxPv{  
:rSCoi>K  
3. 建模/设计结果 2g HRfTF  
|31/*J!@z*  
4. 总结 s_ %LU:WC  
9a$ 7$4m  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 w=k
W~gg  
t~M0_TnXlP  
1. 仿真 o]TKL'gW  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 CXh>'K  
2. 计算 Kr%w"$<  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 CZDWEM}   
3. 研究 qZYh^\  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 L XHDX  
8;$zD]{D1  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 1 Szv4  
MQMc=Z4d  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 y`a]##1j$M  
*?YMoN  
 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。 _<u>? Qt  
*]*0
uo  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Xq%ijo  
pM}n)Q!{3"  
2. 说明：光源 ,m[#<}xXA  
>l^[73,]L  
\{.c0  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 @+yjt'B  
 因此，相干长度大于1m b8&z~'ieR  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 F4$9r^21r  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 md;jj^8zj  
(05a9  
p9[gG\  
n'83P%x  
3. 说明：光源 K'oy6$B  
7Cx-yv  
zxC~a97`  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 wUKt$_]``  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 j
>A=Wa7  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 o[aIQ|
G  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 U*\1d  
4. 说明：光学元件 jE!?;} P1  
Y
P73  
juEH$7N!  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 wRu\9H}  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 qPn!.m$/  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Lklb  
 透镜材料为N-BK7。 z_%}F':
 
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 gl
Zjo  
^%NjdZuDO  
ZM_-g4[H  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 
;R7+6  
p4@0Dz`Q  
d RHw]!.  
 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)。  / !aVv  
 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] zO((FQ  
zcOG[-  
&W%fsy<  
&IP`j~b  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] #YK=e&da  
6. 分光器的设置 G$t:#2  
}b+$S'`Bv  
 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 Qn \=P*j  
7. 合束器的设置 9>ML;$T&  
|`O210B@  
eKe[]/}e9  
 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。 gH/(4h  
0}-
MWbG  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 $.O(K4S  
{CQI*\O  
 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)。 Q#pgl
  
9^@#Ua  
1. 结果：利用光线追迹分析 KNSMx<GP  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ; Z2  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 i([|@Y=  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 &X)^G#  
&Y-jK<  
7upN:7D-  
 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。 aPHNX)  
 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。 LDdgI  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ;M5]XCPk  
"(yw(/  
 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°。 A[H"(E#k  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 WnQ+  
4. 对准误差的影响：元件平移 s}?QA cC  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 0>yuBgh  
 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。 V-lp';bD  
DYTC2  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,p6o "-  
{
P@mAw  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 .s>.O6(^%  
Ex5LhRe>=  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5$c*r$t_RK  
-~]]%VJP|  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 <h*$bx]9 +  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 lz(}N7SLa  
A5,(P$@k  
扩展阅读 gCaxZ~o  
1. 扩展阅读 aA-
s{af  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 R!2E`^{Wl  
 开始视频- 光路图介绍 /H*n(d  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 #4F0o@Z  
 其他测量系统示例： dyt.(2  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)