[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) pm|]GkM  
an@Ue7  
应用示例简述 u{^Kyo#v  
)`0 j\  
1. 系统说明 HRh".!lxy  
2j|Eh   
 光源 EwsJa3 `  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) OC.@C}u  
 元件 p `Z7VG  
— 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 OW^7aw(N6  
 探测器 Er`PYE J  
— 干涉条纹 ppS`zqq $  
 建模/设计 <taW6=;c  
— 光线追迹：初始系统概览 *O2j<3CHf  
— 几何场追迹加(GFT+)： jiDYPYx;I  
 计算干涉条纹。 oyY,uB.|  
 分析对齐误差的影响。 [sRQd;+  
igCtq!.a  
2. 系统说明 L x&ZWF$  
nz
+KA\iW  
75ob1h"  
3. 建模/设计结果 `MS=/xE  
I_Qnq4Sk(  
4. 总结 x~.U,,1  
8V=o%[t  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 N:.bnF(  
a
gzG  
1. 仿真 {I ,
'  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 {DR+sE  
2. 计算 a;sZNUSn  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ZVL0S{V-mh  
3. 研究 WF7RMQ51j  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Z^3Risi  
&3efJ?8  
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。 _!ed.h.r:  
bB["Qd}
Q  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 $qqusa}`K  
JB7]51WH@  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 +gkB  
f~Su F,o@h  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 GupKM%kM  
xN]bRr  
2. 说明：光源 622).N4  
slbV[xR  
bPEAG=l"-  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 j!l(ReGb  
 因此，相干长度大于1m &2DW  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。
ZJqmD  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 w,&RHQB  
G[mYx[BTz  
%k~=iDk@  
3 V<8  
3. 说明：光源 h ? M0@Z  
u|C9[(  
Gu-Sv!4p  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 N78Ev7PN  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #{(rOb6H)  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 MB)xL-jO  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 c=5$bo]LI  
4. 说明：光学元件 JQb]mU%?  
Z-:`{dns/  
?s//a_nL*  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 "](~VF[J8  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 AQ&;y&+QR  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 @RC_Ie=#)  
 透镜材料为N-BK7。 ;O CYx[|  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。  :2?du  
? DPL7  
/#a$4 }2L  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 <D__17W:;  
B\6\QQ;rUo  
b(yY.L=K  
 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)。 QxK%ZaFZA  
 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] B`vV[w?  
sG3%~  
|qBo*OcO  
p(v.sP4w  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] lr1i DwZV  
6. 分光器的设置 uJ[
dO}  
Ne=D$o  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 -6?5|\  
7. 合束器的设置 oyUf/Sl  
k,?k37%T]  
Co'dZd(  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 z:w7e0  
O_E[FE:+  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 (qaY,>je]D  
G B15  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Z'\_YbB  
[P^ .=F  
1. 结果：利用光线追迹分析 &ha39&I  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 rA9"CN  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 JLjx4B\  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 rn(
T Z}  
>Zr`9$i  
C&Rv)
j  
 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。 !nTq"d%(W  
 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。 O:1YG$uKa  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 o/Z?/alt4  
smSUo/  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 wL:3RZB  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 !4|7U\;  
4. 对准误差的影响：元件平移 %zWtPxAf  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 -gzk,ymp  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 .7oz  
#SO9e.yhI  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 `S%pD.g,2  
hse$M\5  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 z7NaW e  
~}uTC36C\  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 %KqXt
c`O  
:Vv=p*~  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 >I+O@  
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。 NJ3b Oq  
7Ij'!@no
  
扩展阅读 .Zo8KwkFY  
1. 扩展阅读 [&e}@!8O
`  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 F$d`Umqs;P  
 开始视频- 光路图介绍 ^"l4  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 gQ&FO~cr  
 其他测量系统示例： }y'KS:Jb  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)