[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) x!UGLL]_M  
|tO.@+[uqP  
应用示例简述 lV?OYS|4i  
--TY[b  
1. 系统说明 K Z0%J5  
5ma~Pjt8}
 
 光源  j g_;pn  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) dj3E20Ws  
 元件 2X=*;r"{J  
— 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 
m_UzmWF  
 探测器 5I5#LQv0  
— 干涉条纹 -yY]0  
 建模/设计 ))uki*UNK  
— 光线追迹：初始系统概览 %UCu
I9  
— 几何场追迹加(GFT+)： !r+S
E  
 计算干涉条纹。 *w1R>  
 分析对齐误差的影响。 s?&UFyYb,  
)eBCO~HS  
2. 系统说明 )(`,!s,8)  
]ov"&,J  
/x&52~X5-  
3. 建模/设计结果 -)E6{  
AkBEE  
4. 总结 y;tX`5(fe  
>\ PNKpn{  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g=kuM  
tR-rW)0K3Q  
1. 仿真 efm#:>H  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 +p &$`(  
2. 计算 t%30B^Ii%K  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Vxim$'x!  
3. 研究 *iujJi  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 fngk<$lvg  
U9yR~pw  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 (k>I!Z/&2  
!T26#>mV  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 S
WMi+)  
sTFRu  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 RhumNP<M  
RQd5Q.  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 3AarRQWsn  
#W=H)6  
2. 说明：光源 )R"deb=s  
`Z~\&r=  
O.wk
*m!9  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 +L<x0-&  
 因此，相干长度大于1m sqk$q pV6  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 v/}hy$7  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 OwG:+T_  
oA
$]%  
o`ijdg!5qG  
tU(vt0~b  
3. 说明：光源 mi$*,fz  
Mj-B;r  
jRo4+8  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 e=EM07z  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 &io*pmUm6  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ]iVoF N}^  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 @P}!mdH1  
4. 说明：光学元件 8i?h{G IMV  
wUbL
w  
"r.eN_d  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 dFVm18  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 d(j|8/tpA  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ys$X!Ep  
 透镜材料为N-BK7。 A;#GU`  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 9W@Tf  
X|X~|&j  
<MoKTP-<  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 rJ}k!}G  
E7UYJ)6]  
,mW-O!$3W  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Hze~oAP+  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] G9i?yd4n=B  
^J$?[@qD  
&nEQ`3~F  
+idp1SJ4  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] >J No2  
6. 分光器的设置 !^<%RT9@|  
"<I*ViZ  
 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 #-Nc1+gu  
7. 合束器的设置 |qTS{qQh{L  
4w-P%-4  
nXnO]wXC  
 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。 13e @  
5(sWV:_2  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 iH"
"dtO  
$*[-kIy  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 2 .)`8|c9  
Swg%[r=p=  
1. 结果：利用光线追迹分析 "G3zl{?GP  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 lwuslt*E/  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ^`XTs!.  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 O'} %Bjl  
z4yV1  
-^%YrWgd?  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 oDEvhNT  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 d;9F2,k$w  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 IrZ!.5%tV  
Lw!Q*3c  
 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°。 m=u
W:~  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 /}=Bi-  
4. 对准误差的影响：元件平移 d*{NAq'9X  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 XLNR%)l  
 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。 +P. }<  
?H2{R:  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &=d0'3k>  
j\S}TaH0e  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 PRE\2lLY  
>^fkHbgNQ  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \h}a?T6  
D7"RZF\)  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ~HH6=qjU)  
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。 ?QXc,*=N  
Z-D4~
?Tv  
扩展阅读 #I(Ho:b  
1. 扩展阅读 m|5yET  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ucV
n 
`  
 开始视频- 光路图介绍 uqg#(ADy?R  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 oI6l`K$  
 其他测量系统示例： }dt7n65  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)