[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) Pv7f _hw  
AY&9JSu6  
应用示例简述 -; us12SZ  
AU\xNF3  
1. 系统说明 J\xz^%p  
npO@Haw  
 光源 d(X\B{  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) @jE d%W  
 元件 ~^rey  
— 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 zL)1^[%O9  
 探测器 zj9bSDVL(  
— 干涉条纹 Q$?7)yyu+  
 建模/设计 +Mk*{A t  
— 光线追迹：初始系统概览 -[zdX}x.:  
— 几何场追迹加(GFT+)： 5U-p'c9IC  
 计算干涉条纹。 ,#E3,bu6_4  
 分析对齐误差的影响。 Jb3>vCIn  
$ ]W[y=  
2. 系统说明 `qf\3JT\  
`W"a!,s2  
Vq3]7l  
3. 建模/设计结果 ]k'#g Z$  
=E [4H  
4. 总结 Tn4W\?R  
.Bb$j=  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ZL4l (&"  
[Krm .)  
1. 仿真 wO
^$!zB W  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 KjFZ  
2. 计算 BKE\SWu  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 -T
zI>Fz  
3. 研究 -Q<z1vz  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 bGZhUEq  
!dfS|BA]  
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。 *F\T}k7  
Ci]'G>F@"  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 =7 Jy  
BW'L.*2  
 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。 H!unIy|  
gHQPhe#n  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 bK?1MiXb  
)ZT6:)  
2. 说明：光源 'ox0o:  
u iBl#J Q  
4t&gW  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ^y&q5p jj  
 因此，相干长度大于1m \@Ee9C13  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 +<
pVf%u5  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 gW%pM{PW  
TA Ftcs:  
mSU@UD|'  
Sp 7u_Pq{  
3. 说明：光源 M:R8<.{  
O!:QJ ^8d  
7n\ThfH{  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ~
'NX~<m  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 gO+\O  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 }czsa_  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 @)o0GHNP  
4. 说明：光学元件 uzHT.
iBn  
z'7#"D  
dX_!0E[c  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 7sXy`+TZ->  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 D,c!#(v cK  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 9 0X?1  
 透镜材料为N-BK7。 qOW#Q:T  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 5,S,\O9>X  
j3 6,w[Y:  
y&1%1 #8F  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 7e1dEgn  
Rb)|66&3&  
`&7mHa61  
 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)。 yC W*fIaq  
 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] F7\BF  
8h@q
 
VLiIO"u;  
34z_+  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] '0]r<O  
6. 分光器的设置 <O.Kqk* nq  
+fM&su=wl  
 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 J5;5-:N  
7. 合束器的设置 {{32jU7<  
K]X`sH:  
fb23J|"  
 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。 Gu5~DyT`G  
/-Wuq`P/ T  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 0x\2#i  
cA<<&C  
 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)。 $`pd|K`  
fe|g3>/|  
1. 结果：利用光线追迹分析 hd5$yU5JQ  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 'f*O#&?  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 t)} \9^Uo  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 #EJP(wXa  
6a*83G,k  
H8&p<=  
 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。 L=RGL+f1_  
 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。 wZjlHe  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 #1[z;Mk0  
B52yaG8C  
 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°。 sm  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 gXt O*Rfqk  
4. 对准误差的影响：元件平移 +Qs!Nhsq  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ZYa\"zp-  
 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。 xI?0N<'.*q  
MGQ,\55"  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 r2nBWA3  
X'x3esw w  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 9/@ &*  
P
`EgA  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 F;P5D<  
+Rqbf  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ul@3 Bt  
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。 ?ok)>P  
Qs l80~n_7  
扩展阅读 &RW`W)
0;  
1. 扩展阅读 =We2^W-{
 
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 RBE7485  
 开始视频- 光路图介绍 +AoP{x$Ia  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 1HbFtU`y~  
 其他测量系统示例： J4>;[\%m  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)