[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) ,GXfy9x7U  
'Kso@St`o  
应用示例简述 ,Dii?P  
*|,ykb>  
1. 系统说明 "jQe\  
+GPT:\*q6  
 光源 G=bP<XF  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) a@_
Cx  
 元件 cf[u%{ 6Y  
— 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 ("JV:u.L+  
 探测器 rM >V=|9,  
— 干涉条纹 vX0I^8.  
 建模/设计 j~L1~@  
— 光线追迹：初始系统概览 #Wc #fP  
— 几何场追迹加(GFT+)： Vw;ldEdx  
 计算干涉条纹。 c]>&6-;rf  
 分析对齐误差的影响。 >2Qqa;nx|  
5q_OuZ/6  
2. 系统说明 3!oQmG_T  
va/4q+1GfH  
I\uB"Z{9  
3. 建模/设计结果 ,<P[CUD&&  
3Llj_lf  
4. 总结 R$;&O. 5M  
gM5p1?E  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ">vYEkZ3  
Y7t{4P
  
1. 仿真 };|PFWs  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 _hyxKrm' 6  
2. 计算 , w'$T)  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C8W`Oly:]  
3. 研究 |Q)w3\S$  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 PSQ:'  
7" STS7_  
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。 FvNSu"O~K1  
eeJt4DV8v  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 }B '*8^S  
V-ou
IqnI  
 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。 kdMS"iN8x  
B{o\RNU  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 nk3<]u  
+l?ro[#6&.  
2. 说明：光源 ,f0g|5yDf  
\y )4`A  
@o
c%4~zl  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 rD U6 5j  
 因此，相干长度大于1m g&F<Uv#mZ  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 +$QL0|RL  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Q%VR@[`\  
[`-O-?=  
BvW gH.OX  
O9=H [b  
3. 说明：光源 4Z~Dxo  
i[\u-TF  
S1= JdN  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :+^$?[6]  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 zu*G4?]~h  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ApJf4D<V  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ZFuJ2 :  
4. 说明：光学元件 G1^!ej  
L8tLW09  
<d&)|W  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 8Pdnw/W  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 DD$Pr&~=  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 cASHgm  
 透镜材料为N-BK7。 Hh;6B!zb+  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 {BCj
VmY  
=egi?Ne  
jsaCnm>
&  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 LLY;IUK!R  
*#^1rKGWK  
OHnjI>/  
 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)。 $(L7/
M  
 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] 7c
]Ai  
MVd 3*  
to|9)\  
h}&IlDG  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] >@Vr'kg+V
 
6. 分光器的设置 Dj.+5f'  
8si^HEQ8  
 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 6%INNIyAWa  
7. 合束器的设置 UBHQzc+,  
Od]xIk+E  
T`Z
J=gv  
 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。 *`.{K12T  
AR6vc  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 g2<S
4  
jyH_/X5i7  
 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)。 h:sG23@=  
f:&OOD o  
1. 结果：利用光线追迹分析 }/0dfes  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 j$oZIV7  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ~'.yhPog  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 r+pjv_R  
8v
W`E_n  
bu&y w
~  
 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。 <uwCP4E  
 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。 {leG~[d  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 " z'!il#  
wR$8drn]Rq  
 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°。 _N';`wjDY  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 XqH<)B ]  
4. 对准误差的影响：元件平移 S5a<L_  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 + qqN  
 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。 : X|7l?{xW  
a\_,_psK  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 lFY8^#@  
j1+Y=@MA  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 >v,j;[(  
}
l!_m.#e  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Yb{t!KL  
Hvo27THLo  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 &:K?-ac  
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。 vGT.(:\-,  
>{Z=cv/6o  
扩展阅读 hO@3-SRa,k  
1. 扩展阅读 0*@S-Lj^c  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 o|q#A3%?  
 开始视频- 光路图介绍 Vnb#N4vR  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 |R
/50axI  
 其他测量系统示例： (C@@e'e  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)