[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) {i}z|'!  
">?ocJ\9  
应用示例简述 e7fA-,DV  
s*blZdP  
1. 系统说明 +s(JutC  
P[|FK(l  
 光源 7hQf T76h  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) E Z^eEDZ  
 元件 ;a]Lxx;-  
— 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 lz=DP:/&  
 探测器 gc%aaYf>  
— 干涉条纹 D'dE!CAUs  
 建模/设计 G'*_7HD  
— 光线追迹：初始系统概览 w>RBth^p  
— 几何场追迹加(GFT+)： GQZLOjsop  
 计算干涉条纹。 d~lB4  
 分析对齐误差的影响。 Z @:5vo  
IYJS>G%*  
2. 系统说明 Yn0l}=, n  
\dIc_6/D1  
Y+ZQN>  
3. 建模/设计结果 LdSBNg#3  
 ppwjr +  
4. 总结 ]klP.&I/0  
@O~
  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 IV"OzQONx  
v^Vr^!3  
1. 仿真 OK=lp4X  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 $}{u6*u.,  
2. 计算 HkGA$  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 
T?p'R  
3. 研究 A
fpj*o  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 95`Q=I|i  
!^o(?1  
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。 BE&P/~(C  
D][e u
B  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 5kX#qT=  
KJ7[DN'(  
 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。 !OM P]  
M5mCG  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 vcsrI8+  
w|~d3]BqT  
2. 说明：光源 ^H0`UKE  
`5y+3v~"  
Lk%u(duU^  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 A5d(L4Q]a(  
 因此，相干长度大于1m [1I>Bc&o*  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 /}_OCuJJ,  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 F vJJpPS  
(6jr}kP  
RV
lAWw(  
2u0dn?9\  
3. 说明：光源 =cy;{2S'p  
M<f=xY2$v  
r_sZw@lqJ  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 c1v,5c6d j  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 FTB@70  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 os\"(*dix  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 :z;}:+7n  
4. 说明：光学元件
Yl65|=ne  
k+(UpO=/*  
1[QH68  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。  T?!&a0  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 =xO q-M  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 "IOu$?  
 透镜材料为N-BK7。 %-zAV*>  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 owYSR?aG  
E8-8E2i,  
0ba
q696<F  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Dxc`K?M  
^':Az6Z  
MoKGnb  
 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)。 ` ,B&oV>  
 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] $EHnlaG8r  
NNWbbU3wjh  
8}Pd- .se  
|+?ABPk"  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] /]/3)@wT  
6. 分光器的设置 !fFmQ\|)4S  
+6vm4(3?  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 @IaK:  
7. 合束器的设置 {.W$<y (j7  
IN? A`A  
vXUrS+~x  
 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。 Sb&sW?M  
!}sYPz]7!  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 m"B)%?C#  
RI#Cr+/  
 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)。 8T5s6EmIOW  

bSW!2#~  
1. 结果：利用光线追迹分析 Z`fm;7NiVG  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Ji7%=_@'-#  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 7)S;VG k  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ^s@?\v  
9v(&3,)a  
%eoO3"//  
 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。 Dk#$PjcRE  
 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。 urT!?*g,  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 _7SOl.5ZE  
"FC;k >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°。 =bUVGjr%96  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 s[:e '#^  
4. 对准误差的影响：元件平移 j)Z3m @Ii5  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 'C6K\E  
 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。 U8?%Dq%i  
B\2<r5|QG  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 mw<LNnT{8  
GgH=w`;_  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Sqw.p#  

UzVnC:  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 clz6;P  
6:i(<7  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6Lw34R  
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。 EEQW$W1@  
Pms"YhyZ7  
扩展阅读 zJWh  
1. 扩展阅读 "Vp+e%cqG  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 TY"=8}X1  
 开始视频- 光路图介绍 sygAEL;.  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ukV1_QeN[  
 其他测量系统示例： qw[)$icP  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)