[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) ^+9sG$T_EV  
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应用示例简述 }O4se"xK  
08m;{+|vY  
1. 系统说明 K!mOr  
nPgeLG"00  
 光源 \rV B5|D?  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ,xT?mt}P  
 元件 P0-Fc@&Y  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 U70]!EaT  
 探测器 T4;T6 9j;,  
— 干涉条纹 ez9k4IO  
 建模/设计 a3>zoN  
— 光线追迹：初始系统概览 >u(>aV|A  
— 几何场追迹加(GFT+)： eb8w~  
 计算干涉条纹。 a%Jx `hx  
 分析对齐误差的影响。 9lo[&^<  
9ElCg"  
2. 系统说明 VNtPKtx\  
1Fi86  
g3%t8O/M  
3. 建模/设计结果 Ij'NC C  
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K+52jhi  
4. 总结 pNE(n4v  
Z2bcCIq4  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +"g~"<  
j,2l8?  
1. 仿真 W];EKj,3W  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 swc@34ei\  
2. 计算 cD
Xsi#Raj  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @oG)LT  
3. 研究 9%iFV N'  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 I6L
D)?  
J:F^ #gW  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ~ekh1^evu  
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1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 "MiD8wX-  
XL}<1-}  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 i$-#d
c2qY  
]PNowS\  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 m^{ xd2  
'?GQ~Bf<>  
2. 说明：光源 y$tX-9U  
p11G#.0  
zSjgx_#U  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 qU[O1bN  
 因此，相干长度大于1m c~dM`2J,  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 '?Iif#Z1  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 RwTzz] M  
5`E))?*"Pe  
YbMssd2Yg  
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gN9S5P  
3. 说明：光源 3LlU]  
)8{6+{5lu  
%>XN%t'6aT  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 O(OmGu4%  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Eb.;^=x  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 z4} %TT@^  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 :nQp.N*p  
4. 说明：光学元件 4^!4eyQ^  
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0+$ m=   
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 vg8O] YF  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 LBX%HGH  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 KC&`x|  
 透镜材料为N-BK7。 ^@}#me@  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ~r`Wr`]_z  
BGjb`U#%3  
cINHH !v  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 '.p? 6k!K  
 ?B4#f!X  
=p\Xy*  
 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)。 Y
lUpASW  
 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] Rk<%r k  
P&t;WPZ  
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bx(w:]2  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] _F8T\f|  
6. 分光器的设置 }h~'AM  
xVR:; Jy[  
 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 gGKKs&n7  
7. 合束器的设置 t>U!Zal"  
XN;/nU  
NdQ%:OKC  
 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。 /Antb6E  
/
{G/|a  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 4 10:%WGc  
XZ:1!;  
 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)。 KF{a$d  
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lor+  
1. 结果：利用光线追迹分析 DM2Q1Dh3  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 [~?M
/QI9  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
"3t\em!  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 zPQ$\$7xB  
kGD|c=K}  
!3KPwI,  
 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。 *o|p)lH  
 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。 @9_)On9hZ  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 j_pw^I$C  
[s %\.y(q  
 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°。 WOH9%xv  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 X RRJ)}P  
4. 对准误差的影响：元件平移 B&nw#saz.  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 qP`?M\!O  
 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。 $SF3odpt  
i;HH ! TaN  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4(iS-8{J  
u<q)SQ1  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 drX4$Kdf]  
F`D9Zfd  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 bBFwx@  
u~)%tL  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 y7; 5xF?q  
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。 s7Qyfe&>  
TA9dkYlE/  
扩展阅读 mdt ?:F4Q  
1. 扩展阅读 r1hD %a  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ,^!Zm^4,  
 开始视频- 光路图介绍 \#_@qHAG  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 < [w++F~  
 其他测量系统示例： d5q4'6o,  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)