[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) v:KX9A.  
^q ;Cx7T_p  
应用示例简述 lT]=&m>  
!(Krf  
1. 系统说明 IU@_
)I+6  
9UwLF`XM  
 光源 Lf. 1>s  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) }g`Gh|
C  
 元件 !z"N
v1!~|  
— 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 mN;+TN'?{  
 探测器 [C1 LT2a  
— 干涉条纹 Ekv89swl`i  
 建模/设计 {<2>6 _z  
— 光线追迹：初始系统概览 %Rp8{.t7  
— 几何场追迹加(GFT+)： j{"z4Y4  
 计算干涉条纹。 '0|o`qoLzA  
 分析对齐误差的影响。 |; $Bb866/  
fXO_g  
2. 系统说明 mEFw|M{  
xCWz\-;  
hSB?@I4s<\  
3. 建模/设计结果 jd 1jG2=f  
+2RNZEc
 
4. 总结 q"akrI38  
;+ azeW^  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 5 L/x-i  
6;o3sf@Tf  
1. 仿真 hN   
以光线追迹对干涉仪的仿真。 F8<"AI  
2. 计算 DP9LO_{  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 }`xdWY  
3. 研究 @w\I qr  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 `0bP0^w  
ExVDkt0  
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。 %@?A_jS  
Q&CEl
x?L  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ` #
OSl  
hmpr%(c`  
 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。 wN97_Y=`n  
|a-fE]{7  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ZF6c{~D  
@MiH(.Dq  
2. 说明：光源 HeLG?6  
"Y;}GlE  
Qd]we$G  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 _V2xA88
 
 因此，相干长度大于1m .5w azvA  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 =Mj0:rW  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ;),"M{"v  
^{F_a  
"l7NWqfB  
eF~dQ4RZ  
3. 说明：光源 =2Cj,[$  
X(@uwX$m  
/@"Y^  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 s?2$ue&-f  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。
)1 m">s4  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ",yc0 2<  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 <lE?,jl  
4. 说明：光学元件 !4(zp;WY^  
>yB(l
KV  
)Ry<a$Q3  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 d\]Yk]r  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 .ubE2X[][  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 T/pqSmVpM  
 透镜材料为N-BK7。 `d\r;cE%lm  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 !cSq+eD  
q{0
R=jb  
+s++7<C  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 8|6 4R:  
1oiRWRe  
M|,mr~rRG  
 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)。 }}&#|)Yq  
 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] k(t}^50^j  
mN|r)4{`  
piy`zc-yu  
g[H',)A)  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] oGa^/:6L  
6. 分光器的设置 :,B7-kBw  
-=`#fDvBn  
 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 8NBT|N~N  
7. 合束器的设置 zCv"]%  
6$\jAd|  
T 20&F  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 4_A0rveP  
UCWV2Mu  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 lVOu)q@l7g  
]hos+;4p  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 2*w0t:Yxe  
ryB}b1`D  
1. 结果：利用光线追迹分析 ':{>a28=  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 :cB=SYcC%  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 L){iA-k;Ec  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 w| `h[/,  
0:w"M<80  
'k;rH!R  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 1W7%1FA  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 Ar*^;/  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 b 5yW_Ozdh  
h2ytS^  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 A,  3bC  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 wE+${B03  
4. 对准误差的影响：元件平移 X+UJzR90  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 (aOv#Vor]%  
 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。 !?c|XdjZ  
1`ayc|9BR  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {|I;YDA  
_SW3_8SuM.  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 %_!bRo  
UMAgA!s  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 -f*P nxg  
F~h7{@\  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9IX/wm"  
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。 ;)N>t\v  
AGLscf.  
扩展阅读 ns6(cJ^a  
1. 扩展阅读 hzk
cP  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 th;{V%:LW  
 开始视频- 光路图介绍 :POj6j/  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 <HbcNE~  
 其他测量系统示例： !pD*p)`s  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)