[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) Pd04  
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应用示例简述 ,racmxnv  
>b2wFo/em  
1. 系统说明 ^0HgE;4  
!yD$fY  
 光源 <5o oML]nP  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Dy|)u1?  
 元件 DdCNCXU  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 GS+Z(,J>=  
 探测器 ff5 e]^,  
— 干涉条纹 HwZ"l31  
 建模/设计 NM+(ss'  
— 光线追迹：初始系统概览 JVR,Py:%G  
— 几何场追迹加(GFT+)： V,&A? Y  
 计算干涉条纹。 y&6 pc  
 分析对齐误差的影响。 JS^!XB'!  
OBL2W\{  
2. 系统说明 HpIWH*  
MJ<jF(_=  
::sk)  
3. 建模/设计结果 98XlcI#  
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4. 总结 K#LDmC  
dfT  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 uU/'oZ?  
-8Hv3J'=  
1. 仿真 #+L:V&QE  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 pvhN.z  
2. 计算 }///k]_Sh  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Xxr"Gc[  
3. 研究 7gE/g`"#  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 EIF"{,m  
nQ#NW8*Fs  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 .4[M7)  
,j(S'Pw  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 J+m1d\lBu  
Y2$xlqQd"  
 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。 ,"5][RsOn  
5DL(#9F8b9  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *_@$"9  
7X<#  
2. 说明：光源 +LF`ZXe8l  
LoW}!,|  
^#]eCXv  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ny1Dg$ui2  
 因此，相干长度大于1m a xz-H`oq4  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 b\p2yJ\  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ~p x2kHZ  
,L\>mGw  
=>L2~>[  
'u3,+guz  
3. 说明：光源 q +!i6!6r  
h/]));p  
IQQ>0^Q~  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Hb\['VhzM  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。  ?%*p!m  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Qn}M  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 DDe`Lb%%  
4. 说明：光学元件 5=Il2  
|Q$Dj!!1P  
%*OQH?pyx}  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 }(!3)k7*  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Z6#(83G4  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 a1z*Z/!5  
 透镜材料为N-BK7。 Bw>)gSB5$k  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 rC6@ ]  
s#FX2r3=Fg  
wZt2%+$6m  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 @4Lol2  
" 
f.9u  
7GRPPh<4  
 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)。 $pauPEe  
 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] '^(qlCI  
]
{18-=  
L=&}s[5  
:XB^IyO-A  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] aa}U87]k  
6. 分光器的设置 W!JEl|]  
JtxitF2  
 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 "Fz1:VV&  
7. 合束器的设置 0qL.Rnt  
n@J>,K_B  
{/i&o  
 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。 j:U6q,f]  
xXCsJ9]  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 .@psW0T%  
DK1{Z;Z  
 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)。 \lK `  
ut.tf \c  
1. 结果：利用光线追迹分析 [X ]XH  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 V^_U=Ed@M  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 $`<-;kI  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 X?Or.  
lD$\t/8B  
8d(l)[GZt  
 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。 oE)xL%*  
 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。 @ X5#?  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Y)7\h:LIg  
J:G{  
 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°。 7h`t-6<!q  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 WQMoAPfqL  
4. 对准误差的影响：元件平移 T$Z}1e]  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 izR#XeBm  
 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。 k=9k4l  
\zhCGDm1_  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6uxF<  
f{h2>nEj\  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 e^UUR-K%
 
|{La@X  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4)Ew rU  
VP*B<u  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ps33&  
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。 37*2/N2  
g|M>C:ZT  
扩展阅读 G6s3\de#U  
1. 扩展阅读 =KHX_ib  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #JR$RH  
 开始视频- 光路图介绍 %DKC/%  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 #)4p,H  
 其他测量系统示例： o)8VJ\ &  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)