[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) SXJjagAoML  
:1gpbfW  
应用示例简述 -*J!Ws(9  
6^BT32,'  
1. 系统说明 swJQwY  
$cm9xW&  
 光源 Wy/h"R\=  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) \GioSg  
 元件 a gL@A  
— 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 lU$0e09  
 探测器 h>!9N dzG  
— 干涉条纹 M&9urOa`  
 建模/设计 01RW|rN  
— 光线追迹：初始系统概览 `@0AGSzUv  
— 几何场追迹加(GFT+)： 2<w vO 9  
 计算干涉条纹。 AqaMi  
 分析对齐误差的影响。 rp[3?-fk  
Q+QD,  
2. 系统说明 1O,8=,K2a  
Z
Yt<O  
3r,Kt&2$  
3. 建模/设计结果 ]P>X
XE;[  
>XM]UdP  
4. 总结 "o_'q@.}  
WlGT&m&2  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 pW>{7pXn  
6mIK[Qnp  
1. 仿真 Jm< uE]9  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 NN5Ejr,  
2. 计算 qTMY]=(  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 %p&y/^=0I  
3. 研究 )DlK
eiK  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 \ptjnwC^O  
DrxQ(yo}  
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。 M1*bT@6  
N0NFgW;  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 WNQ<XBqAw  
gA@Zx%0j  
 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。 G\V*j$}!  
'ShK7j$  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 :rjfAe=s  
yq^Ma  
2. 说明：光源 R*S:/s  
+"k?G  
YV@efPy}n  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 &%t&[Se_~  
 因此，相干长度大于1m Nv6"c<(L=  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 DGS,iRLnA  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Eciu^  
Vi}E9I4  
&Vgpv#&Cfx  
6qT-  
3. 说明：光源 v+SdjFAY  

~oT*@  
jh`[Y7RJO  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Q {BA`Q@V  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 kY{$[+-jR  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 !=a]Awr\  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 K' <[kh:cl  
4. 说明：光学元件 BNI)y@E^X  
',LC!^:~Nw  
tAI v+L  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 [+xsX
*+  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 lCl5#L9  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 4neO$^i8J  
 透镜材料为N-BK7。 MxKTKBxQ  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 CA5`uh  
lm
D[Cn  
& 0WQF
  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $60`Hh 4/  
R<{Vgy  
9|v%bO  
 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)。 uN>5Eh&=Pf  
 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] vZ.<OD4  
e t@:-}  
a }*i [  
a'dlAda  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] R*6B@<p,i  
6. 分光器的设置 /7:+.#Ag`  
YhS_ ,3E  
 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 JPng !tvR  
7. 合束器的设置 h,]VWG  
,c{ckm  
bcpsjUiy#  
 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。 kV4Oq.E  
$uyx  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 hwJ>IQ1  
C])s'XTs  
 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)。 UOl*wvy  
f% )9!qeW  
1. 结果：利用光线追迹分析 0< vJ*z|_  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 A1,q3<<D%  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 DZnqCu"J  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 xy"'8uRi  
X:;x5'|
 
x-X~'p'f  
 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。 jlU6keZh`  
 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。 GQ7uxdqWBQ  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 [3nWxFz$R  
C c:<F_UI  
 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°。 fi%i 2Wy  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 5rdB>8W  
4. 对准误差的影响：元件平移 z8JW iRn  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 o.0tD  
 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。 dM= &?g  
[xr^t1  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 NjOUe?BQ  
!|H,g wqU  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 c3g`k"3*`  
%'2.9dB  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
W.jXO"pN  
% ym};7'&b  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1Z @sh>X|  
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。 Rk3 bZvj3  
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S\W|  
扩展阅读 6WGg_x?3  
1. 扩展阅读 C)EP;5k'!\  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 V@#oQi*  
 开始视频- 光路图介绍 ".(vR7u'  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 Wtcib-  
 其他测量系统示例： d-+jb<C&  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)