[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) ezS@`_pR;  
oA;ZDO06r  
应用示例简述 P]2V~I/X  
a/[)A _-  
1. 系统说明 $M$-c{>s  
fGWXUJ
 
 光源 =}Yz[-I  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) HKVtO%&  
 元件 :*YnH&  
— 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 f*Os~@K  
 探测器 P#[?Kfi  
— 干涉条纹 bYr*rEcA  
 建模/设计 RSnBG"  
— 光线追迹：初始系统概览 vdot .
 
— 几何场追迹加(GFT+)： jVqpokWH  
 计算干涉条纹。 Ml'lZ)  
 分析对齐误差的影响。
dZ4c!3'F  
msQ?V&+<  
2. 系统说明 yI/ FD  
'($$-P\/  
2q*wYuc  
3. 建模/设计结果 Vd'=Fe;eB  
lAkg47i  
4. 总结 ,Kt51vGi  
e`Co ='  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Lb{.}  
}i^$ li@  
1. 仿真 1\g r ;b  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 oc#hAjB.  
2. 计算 5=8t<v1Bn  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2rb@Md]dx  
3. 研究 %D~Mij  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 %Am
yT  
DcE4r>8B  
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。 !'B='].  
uQ7lC~  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ? 51i0~O=  
6h0}ZM  
 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。 v:n[H]K|  
<kWkc|zBY  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 8s %YudW  
vin3 i&k  
2. 说明：光源 0%)T]SDS  
e0j4t-lL  
dnh~An 9  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 9SJSUv:@  
 因此，相干长度大于1m }_('3C,Ba  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 @uanej0q7  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 C~C`K%7  
+O.qYX  
|kTq &^$  
u4bVp+  
3. 说明：光源 (H\ `/%Bp  
f.$*9Fkw  
qW'L}x  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 f>|<5zm#
<  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #%w)w R3  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Z]x6
np  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 1g jGaC  
4. 说明：光学元件 ~O]{m,)n  
e1%kW1Z9  
be$']}cP  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 4YR{ *  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 >0uj\5h)I]  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 X5)(,036  
 透镜材料为N-BK7。
NEvNj  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 a6O <t;&  
<lL
Jf8OK  
#=;
vg  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 UtQCTNjC{  
X(\L1N  
WW2hwB(  
 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)。 )lz~Rt;1i  
 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] 7[!dm_  
B9%
%jEH*  
\Hf/8!q  
Bf6i{`!G  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] c?REDj2  
6. 分光器的设置 *)Cr1d k  
ZKq#PB/.  
 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 M'F<1(  
7. 合束器的设置 )[|_q,  
"a3?m)  
l(}MM|ka  
 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。 pLys%1hg  
WtaOf
_  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 -GM"gkz  
~"<^4h  
 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)。 i5&,Bpfo-  
9*huO#  
1. 结果：利用光线追迹分析 |\/\FK]?]  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 @65xn)CD{  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 08D:2 z1z  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 rHk,OC  
Q'JK *.l  
*'-t_F';  
 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。 e+D]9wM8  
 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。 K+XUC  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 m7C!}l]9  
K
]G(u"'  
 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°。 qxsHhyB_n;  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 'W>y v  
4. 对准误差的影响：元件平移 3vjOfr`  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ?
Zsh\^k.g  
 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。 ^SKHYo`,,N  
6x=w-32+ y  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {K6Z.-.`  
E^br-{|{  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 I%GQ3D"=  
G--(Ef%v'  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ! K_<hNG&  
C/#pK2xY  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 RqP_^tB  
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。 yU4mS;GX  
tf|;'Nc6  
扩展阅读 [#RFdn<  
1. 扩展阅读 )0ydSz`B  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 URg;e M#  
 开始视频- 光路图介绍 &R?to>xr\  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 LHXR7Fjc  
 其他测量系统示例： =QbOvIq  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)