[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) 5'Mw{`  
;rJ#>7K  
应用示例简述 Qm3RXO  
8QFRX'i  
1. 系统说明 >taT V_,  
cCtd\/ \  
 光源 7<Ut/1$MI  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) n-9X<t|*?a  
 元件 +],2smd@N  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 -J!k|GK#MX  
 探测器 blV'-Al  
— 干涉条纹 Y$q--JA  
 建模/设计 /4BYH?*  
— 光线追迹：初始系统概览 _#UhXXD  
— 几何场追迹加(GFT+)： 2\}6b4  
 计算干涉条纹。 M>Ws}Y
 
 分析对齐误差的影响。 XK l3B=h  
9LEU
j  
2. 系统说明 ELV$!f|u  
d cht8nX7~  
ilj9&.isB  
3. 建模/设计结果 0w^awT<$6  
YF");itH  
4. 总结 ]s_BOt  
5#?
HL
 
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 & V/t0  
;#D:S6 L  
1. 仿真 Vzrp9&loY  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 oX]c$<w5  
2. 计算 }WkR-5N  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 bF3}L=z  
3. 研究 zI>,A|yy  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 i*vf(0G  
v/Ei0}e6~  
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。 tdRnRoB  
| \JB/x  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 tTrue?  
;fDs9=3#  
 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。 *j= whdw%J  
\\Huk*Jn{  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 OGO4~Up  
&@D,|kHk  
2. 说明：光源 n|iO)L\9aB  
r(qU~re'  
ddjaM/.E  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 VJ(#FA2  
 因此，相干长度大于1m Z4Qq#iHZR  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 0~XZ  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Ik|nL#JH]  
D7x"P-ie  
Q|o~\h<  
nz]+G2h  
3. 说明：光源 3+jqf@fO  
S(*SUH  
J4ltHk.|  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 /e}NZo{)g  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 o;@T6-VH  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4h~o>(Sq  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 #}!Ge  
4. 说明：光学元件 E|d 8vt  
H6XlS
j  
'e>0*hF[  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Bq]eNq  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 4HK#]M>yz  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 7.l[tKh  
 透镜材料为N-BK7。 5)GO  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 anTS8b   
!7-dqw%l  
@
 zE>n  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Ie~#k[X  
^i^/d#  
rBZ0(XSZQ  
 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)。 auTApYS53  
 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] =)3tVH&  
58Fan*fO  
Xo>P?^c4?  
{\L /?#  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] $>;U^-#3  
6. 分光器的设置
f6ad@2  
1/YWDxo,  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 @4D$Xl  
7. 合束器的设置 O&?i8XsB  
qqSf17sW  
!;^sIoRPV  
 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。 /JfRy%31  
c?{&=,u2  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 H1>}E5^?  
%_!YonRY|X  
 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)。 fKMbOqU_  
LuB-9[^<  
1. 结果：利用光线追迹分析 7p(^I*|  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 mpBSd+;Z  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 geL)v7t+#  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 <8>gb!DG  
< 6[XE  
r(IQ)\GR  
 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。 D}wM$B@S  
 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。 "]81+ D  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 SXn1v.6  
Lmx95[#@a  
 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°。 e`fN+  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 cbD&tsF  
4. 对准误差的影响：元件平移 i:wTPR  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 +^ n\?!  
 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。
~r6qnC2  
jemg#GB8  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #y"EhwF  
'PF?D
~  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 vd>X4e^j  
cTpAU9|(  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 /AX1LYlr  
)pV5l|`  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 y|1,h}H^n  
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。 5 iUT#  
,c#=qb8""  
扩展阅读 .olDmFQD  
1. 扩展阅读 4hep1Kz%  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Np=IZnpt  
 开始视频- 光路图介绍 x,a(O@  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 tY^MP5*  
 其他测量系统示例： st"uD\L1p:  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)