[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) EW]DzL3  
j&DlI_  
应用示例简述  e$  
u9;3Xn8  
1. 系统说明 jGLmgJG-P  
Rq15AR  
 光源 ~a=]w#-KD  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) tDAX pi(  
 元件 []\-*{^r  
— 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 1mgw0Q
O  
 探测器 <> =(BAw  
— 干涉条纹 ++2a xRl  
 建模/设计 (6[<+j&.  
— 光线追迹：初始系统概览 K{y`Sb~k  
— 几何场追迹加(GFT+)： GF9iK|i/  
 计算干涉条纹。 >CCy2W^W  
 分析对齐误差的影响。 XPYf1
H  
\sGJs8#v][  
2. 系统说明 |{MFo)  
7<jr0)  
\U]<HEc^  
3. 建模/设计结果 7OZ0;fK  
un6W|
{4]  
4. 总结  K0*er  
 OG IN-  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 bAY>o
 
1b=\l/2  
1. 仿真 cL%eP.  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 -}qay@cDt  
2. 计算 Z1H  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 o) eW5s,6  
3. 研究 #r&yH^-  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 N}bZdE9F  
IxG0TJ_  
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。 Gd&G*x  
~}YgZ/U7T  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 .R+n}>+K  
bxz6 >>  
 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。 uN9.U  _  
%'F[(VB  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 z<"\I60Fe  
.dBW{|gN  
2. 说明：光源 xs  >Y  
9OF(UFgS  
$<wU>
X  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Q!Dr3x  
 因此，相干长度大于1m [Az^i>iH  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 5PHAd4=bJ  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 #5kg3OO  
JENq?$S  
]s_BOt  
/Bnh%6#ab  
3. 说明：光源 f#vVk  
1K$8F ~%Z  
p)Q='  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ]\R%@FCYc  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 z2V_nkI  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 < uzDuBN  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 o@\q6xl.  
4. 说明：光学元件 |w^nCsv  
D #twS  
$VE=sS.  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 i3y>@$fRL\  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 T;I>5aQ:q4  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 tO QY./I  
 透镜材料为N-BK7。 a U*cw
R  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Yg7C"3;Vt  
:] +D+[c)  
oxm3R8S  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ;-sF%c  
@xtfm.}  
8
BJ&"y8H  
 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)。 4~{q=-]V  
 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] yX8$LOjE  
aq,?  
Co>=<\yi  
O7RW*V:G@  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] <yrl_vl{  
6. 分光器的设置 ?g'? Ou  
RV:%^=V-  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 P\H$*6v(
 
7. 合束器的设置 )Wm:Ilq  
O%kX=6  
|P]>[}mD  
 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。 p[%FH?  
f~? MNJ2  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2^7VDqLc  
i/UHDqZ  
 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)。 }%9A+w}o  
=sW(2Im  
1. 结果：利用光线追迹分析 wGf SVA-q\  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 uD''0G
\  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 3 tp'}v  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 3Ga!)  
H?>R#Ds-  
]MP6VT  
 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。 G? "6[w/p  
 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。 .pOTIRbA  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 _ZfJfd~  
y++[:M  
 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°。 XaV h.  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 5[Yzi> o[  
4. 对准误差的影响：元件平移 Q=%1@ ,x"  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Q0_UBm^f  
 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。 ]I#yS=;  
*s9 +  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8I'c83w  
x%JtI'sg  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 $!x8XpR8s  
!$x9s'D  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [g:ZIl4p\P  
z5v)~+"1  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ~ b;%J:  
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。 h$FpH\-  
~g+?]Lk}  
扩展阅读 N4Z%8:"pj  
1. 扩展阅读 UHYnl]  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Wej8YF@  
 开始视频- 光路图介绍 2#:h.8
  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 61q:nWs  
 其他测量系统示例： ;aip1Df  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)