[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) sY4q$Fq  
Gu@C*.jj!  
应用示例简述 #^BttI  
w3z'ZCcr;"  
1. 系统说明 ,Js-'vX  
M4D  @G  
 光源 '4_c;](W  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) F-$!e?,H  
 元件 \KzH5?  
— 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 vZW[y5  
 探测器 $s4.A
j  
— 干涉条纹 J?EDz,  
 建模/设计 mz+UkA'  
— 光线追迹：初始系统概览 I$MlIz$l v  
— 几何场追迹加(GFT+)： _-3n'i8  
 计算干涉条纹。 l4dG=x}M]  
 分析对齐误差的影响。 N:+)6a  
\Z,{De%  
2. 系统说明 t0GJ$])  
M
B7*AA;  
z:$ibk4#h  
3. 建模/设计结果 m"'}{3$%  
{z\K!=X/  
4. 总结 _m[DieR  
' ,S}X\  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 CJER&"em7  
% P Ex  
1. 仿真 %<x!mE x  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 46pR!k  
2. 计算 KGcjZx04!  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Mm(#N/  
3. 研究 KPI96P  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 X
9NP,6  
Gw
\..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析。 )UM^#<-  
2aX*|DGpw  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 k=[s%O6H  
\xbUr`WBY  
 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。 b,YNCb]H  
7KX27.~F  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 M;,$
)>P  
XL^05  
2. 说明：光源 PCHspe9!y  
Y)DX   
S,nELV~!  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 U: Wet,  
 因此，相干长度大于1m @aZTx/  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ($kw*H{Ah^  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ?h&?`WO(  
)S(Ly.  
"I)zi]vk  
8\!E )M|4  
3. 说明：光源 *=2W:,$  
?q9]H5\  
(nt`8 0  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 eu9*3'@A  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 iGu%_-S  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 n\l?+)S *  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 gWGDm~+  
4. 说明：光学元件 Y55u-9|N  
%ACW"2#(  
@
;tfHoXD  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 .WqqP  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 >*8V]{f9  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 )\=
xPfs  
 透镜材料为N-BK7。 L;%w{,Ji  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 +q'1P}e  
(pd$?vRy  
{]<c6*gQ  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 .Mb[j1L^  
:86:U 0^  
rBNVI;JZW  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 , :#bo]3  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] {9U!0h-2"  
z6C(?R  
=+Fb\HvX{  
o+A1-&qhN  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] kFWwz^x  
6. 分光器的设置 Z|uvrFa  
#BUq;5  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 0_gN]>,9n  
7. 合束器的设置 1xW!j!A;  
&Mk!qE<:N  
%7 bd}sJ#  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 {fzX2qMZ]  
+ U5Q/g  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 1N8] ~j  
*x|%Nua"  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 FN-/~Su~J  
Lj<TzPzg
*  
1. 结果：利用光线追迹分析 F,wB6Cw  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 `Npa/Q  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Qh1pX}X  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹
n[iwi   
S)WxTE9  
O8@65URKx  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 t<p#u=jOa  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 DQQ]grU  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 })/P[^  
K$,Zg  
 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°。 T(D6'm:X  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 rUb{iU;~m  
4. 对准误差的影响：元件平移 ZL6HD n!  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 gu(:'5cX  
 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。 /:4J  
c,~uurVi  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 yxt"vm;  
5E'/8xpbB  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 "/Qz?1>l+  
)}@D\(/@  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )j36Y =r3  
#KJ# 1  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 f CU]  
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。 ?.46X^  
@sLN  
扩展阅读 fs'SCwx  
1. 扩展阅读 ; j!dbT~5  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 f8:nKb>nq$  
 开始视频- 光路图介绍 5^g*  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 !<p,G`r  
 其他测量系统示例： HoGYgye=  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)