[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) u3wL<$2[8  
E8tD)=1  
应用示例简述 dokuyiN\  
z/vD
gH!s  
1. 系统说明 aW@oE ~`  
AA7#c7  
 光源 5V|tXsy:  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) A!;meVUs  
 元件 piu0^vEEH  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 <PD|_nZ
T  
 探测器 q$^<zY  
— 干涉条纹 &"j@79Ym1~  
 建模/设计 Jn,w)Els  
— 光线追迹：初始系统概览 {aJz. `u\  
— 几何场追迹加(GFT+)： %vc
'{`P  
 计算干涉条纹。 U,3d) ]Zy&  
 分析对齐误差的影响。 %UmbDGDWI  
Mh
H);fn  
2. 系统说明 XZ@>]P  
{U P_i2`.  
>q&L/N5  
3. 建模/设计结果 AijUs*n 2  
fMB4xbpD  
4. 总结 kv%)K'fU4  
<NL+9lR  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 S&|VkZR)  
-wIM0YJ  
1. 仿真 &z0iLa4q)  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 KW:r;BFx  
2. 计算 Q=XA"R  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ok=40B99T  
3. 研究 H
eohe|an  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 n +dJc  
w#d}TY  
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。 `7>K1slQ}S  
GFY-IC+fc  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Znq(R8BMW  
I~'gK8<e7  
 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。 j%GbgJ  
"DzGBu\  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 [Z% l.  
:28@J?jjO  
2. 说明：光源 6DO0zNTY  
t*rp3BIG  
! fX9*0L  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 K5+!(5V~  
 因此，相干长度大于1m SZI7M"gf/+  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ?P
YNE  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 e Ri!\Fx  
g)nXo:)&  
>T(M0Tkt  
K9LEIby  
3. 说明：光源 ,^M]yr*~  
HWOek"}Z[  
Xv]*;Bq:SK  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 &8juS,b  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 taBO4LV  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 >5df@_'  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 7ia"
u+Y  
4. 说明：光学元件 #[C< J#;  
i:R!T,  
*;Ak5.du  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 4'_L W?DS  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 %pd5w~VP  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 jf2y0W>6s  
 透镜材料为N-BK7。 D@2Ya/c  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 YlG;A\]k  
"C?:T'dW  
$To4dJb  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 V5cb}xx  
IBzHR[#,^  
i:\bqK  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 '/n\Tg+  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] ZyZl\\8U  
T27:"LVw  
rrW! X q  
jw%fN!?  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 2f s9JP{^0  
6. 分光器的设置 WvIK=fdZ$  
cvn-*Sj  
 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 DIL)7K4  
7. 合束器的设置 BW+qp3k\  
nm<L&11  
ngtuYASc  
 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。 lF)0aDk'h  
|Tj`qJGVw  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 #tCIuQ,  
;D6x=v=2  
 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)。 =mDy@%yx!  
\CP*i_:"  
1. 结果：利用光线追迹分析 p{+tFQy  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 +>n.T  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Xcs8zT  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 K'>P!R:El  
/W7&U =d9  
 pb,{$A  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 h[vAU 9f)  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 2l]C55p)s  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 TG""eC!E  
l6r%nHP@  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 zS&7[:IRs'  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ju @%A@s  
4. 对准误差的影响：元件平移 37.)@  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 /&y,vkZTT  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 EU`' 8*4  
DN2h
v2  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (gs`=H*d;  
_N[^Hl`\  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 {X{01j};8  
UHTb61Gs  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 s?1-$|*  
+]aD^N9['  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 4nX'a*'D~}  
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。 Vs2v j  
pO-)x:Wg  
扩展阅读 !XG/,)A  
1. 扩展阅读 BV_a-\Sa=  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ee__3>H"/  
 开始视频- 光路图介绍 $~;6hnrm  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ^hGZVGSv  
 其他测量系统示例： }WBm%f  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)