[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) :0(^^6Q\  
uQbag]&j  
应用示例简述 pjS##pgVq  
v&G9HiH  
1. 系统说明 &a'mG=(K_c  
CvRCcSJM\2  
 光源 l'[;q '  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) \C~6 '  
 元件 =e 1Q>~  
— 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 'LG\]h>+)  
 探测器 c
Xt&k  
— 干涉条纹 !nL94:8U  
 建模/设计 TDfloDxA  
— 光线追迹：初始系统概览 d~_5Jx  
— 几何场追迹加(GFT+)： :j3^p8]  
 计算干涉条纹。 7hx^U90K  
 分析对齐误差的影响。 EP;ts  
B>'J5bZsw  
2. 系统说明 X&aQR[X  
([a;id  
82r{V:NCK)  
3. 建模/设计结果 s\3]0n9  
 8zRw\]?  
4. 总结 c)Ef]E\  
@G#`uoD  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /QL<>g  
?nu<)~r53  
1. 仿真 8hy1yt6t4~  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 D->E&#  
2. 计算 JcP<@bb>B  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )40YA\V  
3. 研究 @|<nDd{2  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 <l,e6K  
G,Yctv  
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。 M7Z&t'=  
8KP  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 R.* k7-(;  
~ cu+QR)  
 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。 p}GTOJT}  
OmK0-fa/  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *a_QuEw_k  
6,CK1j+tZ  
2. 说明：光源 +NB5Fd4  
$hk_v~zM  
8zeD%Uv  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 v(sS$2J|}  
 因此，相干长度大于1m # 6?2 2Os  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 N/0Q`cQ-  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 #Sg/  
YP"%z6N@v  
&,XPMT  
uY3$nlhP6  
3. 说明：光源 DVs$3RL  
hI<$lEB  
;F,6]LH!  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 @ohJ'
 
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 )086u8w )y  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 bDw\;bnG  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 D 5Z7?Y  
4. 说明：光学元件 S +73 /Vs  
Ax!@vL&@  
2j>C4Ck  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 '+^XL6$L  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 j\.pS^+  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 JKXIxw>q  
 透镜材料为N-BK7。 sh<JB`^$(?  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 HwMe^
e;  
1*@Q~f:Uk  
k8.,id  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [.G~5%974  
T5-'|+  
jI}{0LW&F&  
 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)。 h2]GV-  
 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] E&W4`{6K4  
%%O_:@9x,  
Mr K?,7*Xi  
+w3k_^X9c  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] #>$w9}gFi  
6. 分光器的设置 BxxqzN+  
5i3nz=~o  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 qp1rP#  
7. 合束器的设置 zgpvI~Ck  
~65lDFY/  
N;,N6&veK/  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 xaSiG  
K)8 m?sf/  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @)@hzXQ  
<_Po/a!c3  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 f
AR0GOI  
.3,Ow(3l  
1. 结果：利用光线追迹分析 +Mh9Jf  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 +@oo8io  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 &]'<M  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Sh5SOYLz  
flfE~_  
)N&v.w  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 {I_I$x_  
 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=^4p=1J  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 @)wNINvD  
Wr;?t!  
 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°。 <wt9K2,  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }NJ? .Y  
4. 对准误差的影响：元件平移 j]_"MMwk$<  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 _9zydtw  
 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。 (hX}O>  
s*pgR=dZZ  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Z,Tv8;  
D3%`vqu&  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 U5wO;MA  
t[L'}ig!q  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 n
\y%5J+  
lN^} qg><  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 lFLiW  
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。 DPsf]  
_-I0f##.  
扩展阅读 (Sg52zv  
1. 扩展阅读 APksY!  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 DV/P/1E  
 开始视频- 光路图介绍 $.@)4Nu!_  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 0SziTM  
 其他测量系统示例： N^.!l_  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)