[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) DuC u6j  
H
I`A;G]  
应用示例简述 YI(OrR;V  
|(8Hk@\CT>  
1. 系统说明 6s"bstc{  
}mS0{rxD4  
 光源 B[m{2XzGH  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 4sD:J-c  
 元件 t;~`Lm@hY  
— 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 / )u,Oa  
 探测器 v(nQd6;T  
— 干涉条纹 7J_f/st  
 建模/设计 L
yPBFo[?  
— 光线追迹：初始系统概览 #di_V"  
— 几何场追迹加(GFT+)： ~X(xa  
 计算干涉条纹。 kAF}*&Kzd~  
 分析对齐误差的影响。 Bc@r*zb  
W2LblZE!  
2. 系统说明 EQ`t:jc{  
*gpD4c7A\  
>mDubP  
3. 建模/设计结果 *L8HC8IbH  
Y,Zv0-"  
4. 总结 9TN
5|x  
CH+&  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7wEG<,D  
V4i%|vV  
1. 仿真 {EHG |  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 zMqEMx9  
2. 计算 h}<
ZZ   
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :mHtK)z~  
3. 研究 hBSJEP  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 &B,& *Lp  
J0W).mD_H  
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。 "@?kxRn!  
b1^Yxe#L  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 *

K^O oS  
9F1stT0G%  
 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。 oi4Wxcj  
g*imswj7
 
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 wupD  
^aWNtY' :  
2. 说明：光源 D ;I;,Z  
mn
aD KeA  
D)Rf  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 yC*BOJS  
 因此，相干长度大于1m {YTF]J$  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 (uc)^lfX  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Y rnqi-P  
{ 4{{;   
eE_X
wLE  
jc`',o'[+  
3. 说明：光源 Y. tFqzo3  
,WK$jHG]  
]}y'3aW  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 WN1-J(x6  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^i1:PlW]  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 N0hU~|/  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 QLg9aG|  
4. 说明：光学元件 @23x;x  
umn^QZ,  
FWN%JCOj@  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 8QBL:7<  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Z"T(8>c;g  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Ls*=mh~IY  
 透镜材料为N-BK7。 aC
 0Jfo  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 2MeavTr  
U# B  
%n,bPa>T  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 A@'W $p?5r  
W RaO.3Q@.  
2oASz|  
 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)。 1zW6Pb  
 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] S,%HW87  
)zV5KC{{  
k<qH<<r*  
$c47cJO)W  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] hZJqo +s  
6. 分光器的设置 h_!"CF<n  
hDsORh!i  
 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 3Gv i!h7  
7. 合束器的设置 ro@BmRMW  
4iW2hV@m  
k({8C`&tK/  
 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。 `_i-BdW  
`_`,XkpzCJ  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 .`].\Zykf  
mNKa~E  
 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)。 RoZV6U~  
OpQa!  
1. 结果：利用光线追迹分析 hg @Jpg  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 0<9TyN6  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 p3'+"sFU  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 u'p J9>sC  
< r~Tj  
kn\>ZgU  
 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。 ,+&j/0U  
 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。 s-B\8&^C  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 x?IT#ty  
R7i*f/m  
 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°。 UsTPNQj  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 jo~Pr  
4. 对准误差的影响：元件平移 b}:Z(L,\  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 x3Uv&  
 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。 $/H'Dt6x  
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#,BvQz~  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jo^*R'}  
,l6W|p?ZO^  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。  t>xV]W<  
}W<L;yD  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~#@EjQCq  
d
,77L  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 AZa3!e/1  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 G\Me%{b#  
dY,'6JzC  
扩展阅读 jhL
h~. 8  
1. 扩展阅读 ,>$#e1!J  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Aq"_hjp  
 开始视频- 光路图介绍 ^tv*I~>J!  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 +K?h]v]%  
 其他测量系统示例： ?vVkZsU  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)