[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) Z,z^[Jz  
NNT9\JRv_  
应用示例简述 Z=xrjE  
f"Z2&Y@  
1. 系统说明 '"&?u8u)  
b#F3,T__`Y  
 光源 ?$?Ni)Z  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) @AwH?7(b  
 元件 Ez)Go6Q  
— 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 g!8-yri  
 探测器 A6d+RAx  
— 干涉条纹 
e:#\Oh  
 建模/设计 a?;{0I:Ln  
— 光线追迹：初始系统概览 mxIEg?r(  
— 几何场追迹加(GFT+)： ^l9S5 {  
 计算干涉条纹。 >\e11OU0Gy  
 分析对齐误差的影响。 |G1U$p  
5Z@Q^  
2. 系统说明 8L#sg^1V  
!`u)&.t
7  
,T]okN5uI  
3. 建模/设计结果 K \O,AE  
UwLa9Dn^  
4. 总结 S&a44i  
xN5}y3  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 pCq{F*;  
qU"+0t4  
1. 仿真 j
8lbn|.  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 "Kqe4$  
2. 计算 I*X|pRD  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 j9Lc2'  
3. 研究 /as1  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 j,~h:MT  
m^wYRA.  
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。 aJub("  
/t816,i  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 )msqt!Ev  
v8LKv`I's  
 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。 mF "ctxE  
B$fL);l-  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 $ED<:[3N  
+Ta7b)  
2. 说明：光源 wqw$6"~  
-Z @cj  
YYhRdU/g  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 X@TQD  
 因此，相干长度大于1m /Qbt  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 2 Y%$6NX  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 V97Eb>@  
!
dZC-U~  
!fZxK CsQ  
=l {>-`:  
3. 说明：光源 t/HE@xPxI5  
'peFT[1>(  
8}4V
$b`Z  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 aaLT%  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 3^8%/5$v  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Pj^6.f+  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 qPWYY  
4. 说明：光学元件 @;pTQ 5 I  
=YI<L8@g~  
H1+
G:TM  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 GQq2;%RrF  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 [$B  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 d]CRvzW  
 透镜材料为N-BK7。 PX+$Us  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 p=T]%k*^h#  
-v`;^X  
f.Jz]WXw,  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 rqifjsv  
Wa , #  
TTS}, `  
 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)。 gwNv;g  
 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] ZfS-W&6Z  
q_JES4ofx  
\=1k29O  
@va6,^)  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] >!?u8^C  
6. 分光器的设置 ?NJ\l5'  
"J$vt`  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ^[!LU  
7. 合束器的设置 N_h)L`  
jf@#&%AC9  
m;k' j@:  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 |K7JU^"OQ  
YaDr6)  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 qpFFvZ W  
Jva&"}Cb  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Busxg?=  
+!CG'qyN>  
1. 结果：利用光线追迹分析 c=h{^![$  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 "4zTP!Ow  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 nTyKZ(#u  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 nz~3o
  
',v -&1R  
:k#Y|(  
 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。 R=xT\i{4h  
 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。 V_$BZm%8J  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 d?.e
wsC  
&dH/V-te
 
 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°。 }]'Z~5T  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ]W]o6uo7  
4. 对准误差的影响：元件平移 8
W79  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 "o+< \B~  
 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。 %[l5){:05  
`,3;#.[D  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $<OX\f%  
$_onSYWr  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 g/)mbL>=  
]%!:'#  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 WnyEdYA  
AQw1,tGV  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 %A|9=x*  
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。 KY~p>Jmh  
gG!L#J?  
扩展阅读 :?S1#d_  
1. 扩展阅读 ~xerZQgc  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 5hF iK K7  
 开始视频- 光路图介绍 4"nb>tA  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 KmG*`Es  
 其他测量系统示例： SxI='z_S.f  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)