[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) 9vGu
0Um  
G2Qlt@.T  
应用示例简述 6MT1$7|P&x  
rp!oO>F  
1. 系统说明 {_ i\f ]L  
x"gd8j]s  
 光源 vnM@QfN  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) uP~@U"!  
 元件 =IQ5<;U3  
— 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 Y6zbo
  
 探测器 O06"bi5Y  
— 干涉条纹 R|(q  
 建模/设计 %&w3;d;c  
— 光线追迹：初始系统概览 uF9C-H@:  
— 几何场追迹加(GFT+)： `OXpU,Z 6U  
 计算干涉条纹。 x:7b/j-  
 分析对齐误差的影响。 ?"i}^B`*  
"NXB$
a!:  
2. 系统说明 hog=
ut  
=E.t`x=  
|yQZt/*SOZ  
3. 建模/设计结果 z8SmkL  
->y J5smtY  
4. 总结 ,D]QxbwZ  
~M7y*'oY  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 XBb~\p3y  
Q;43[1&3w  
1. 仿真 GzI yP(U  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 M42Ssn)  
2. 计算 Rn9m]x  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 / zB0J?  
3. 研究 DRp~jW(\y  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 h?BFvbAt  
Z{ X|6
.  
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。 %.^_Ps0  
| r&k48@  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 &eCa0s?mI  
z$/_I
0[  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 R`DKu=  
t<z`N-5*  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 MGR!Z@1y  
PT=2@kH  
2. 说明：光源 +;N2p1ZBf  
E_])E`BJ  
?'@8kpb  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 %|g>%D3Z?  
 因此，相干长度大于1m snf~}:&  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Po__-xN>Q  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 )z73
-M V"  
(e!0]Io@  
4cabP}gBk  
5_I->-<  
3. 说明：光源 ;t<QTGJ  
kI 4MiK  
'=nQ$/!q  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 K1r#8Q!t  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 @eD)
:Y  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ~sl{|E  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 b\vKJ2  
4. 说明：光学元件 ;V*R*R  
7\$qFF-y  
6r"eN%m  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 #A1Z'y0  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 R7$:@<:g  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 hxVKV?Fl  
 透镜材料为N-BK7。 -Zf@VW,NI  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 )uj Ex7&c  
Rzbj  
kP#B5K_U|  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 &x[E;P*Fg  
Ox&P}P0f  
M)'HCnvs'  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 q|o}+Vr  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] iOR_[y,  
dv8>[#  
t2F_uCr  
v0
-cd  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] Sp@^XmX(S  
6. 分光器的设置 ^?cz,N~  
\ e\?I9  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 1crnmJ!C  
7. 合束器的设置 cik!GA  
WHsgjvh"  
zEd0Tmt  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 iVp,e  
(]0%}$Fo  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ORyE`h
 
WG N=Y~E  
 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)。 M=1nQF2J  
]h>_\9qO  
1. 结果：利用光线追迹分析 T&%ux=Jt  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 A?CcHw rT  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ?WF/|/  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 jhXkSj  
';TT4$(m  
#w,Dwy  
 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。 aGJC1x  
 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。 U*(izD  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 p<TpK )  
OTGofd2zf  
 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°。 DF1I[b=]  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 bSfpbo4(  
4. 对准误差的影响：元件平移 9:ze{ c $  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 BGOuDKz9C  
 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。 !lf|7  
OUeyklw  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 MaRi+3F  
73V|6tmgY  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 *of3:w  
@6{~05.p  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (@%gS[]  
]
bj&bk#  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ue4Vcf  
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。 ZAv,*5&<  
O\E
/. B  
扩展阅读 iz8Bf;  
1. 扩展阅读 Cnbz=z  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 v%"|WV[N  
 开始视频- 光路图介绍 \^ZlG.  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 |$Xl/)Oq  
 其他测量系统示例： wF|fK4F  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)