[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) EDl*UG83G  
O;34~k   
应用示例简述 <Z nVWER  
_V.MmA  
1. 系统说明 P1r)n{;  

r@O5{V  
 光源 prWK U  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 3>~W_c9@  
 元件 B$Z%_j&  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 Q1b<=,  
 探测器 y:m ;_U,%c  
— 干涉条纹 u . xUM  
 建模/设计 !a.|URa7  
— 光线追迹：初始系统概览 !nBE[&  
— 几何场追迹加(GFT+)： WRBCNra  
 计算干涉条纹。 -E$(<Pow~\  
 分析对齐误差的影响。 pZ@)9c  
M_OvIU(E  
2. 系统说明 3Uy48ue  
+nz6+{li\  
HGwSso
S  
3. 建模/设计结果 @X|Mguq5  
8JFns-5  
4. 总结 A"V($:>U  
"CX@a"
 
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 InAx;2'A:  
_s1pif  
1. 仿真 Un~8N  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 mBrH`!  
2. 计算 tF/)DZ.to  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,Vc>'4E-  
3. 研究 v7h!'U[/  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 -](NMRqfN  
Fuz'!  
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。 (/^s?`1{N?  
Q|6lp  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 PX} ~  
S.I3m-  
 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。 -PG81F&K  
\Fs+H,S<  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。  Fhk 8  
<TDp8t9bU  
2. 说明：光源 B&M-em=  
r=J+  
F?Fs x)2k  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 p9(|p Z  
 因此，相干长度大于1m ,(@JNtx  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 +wHrS}I#g  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 %$*WdK#  
e!B>M{  
Y6Mp[=  
P&=H<^yd  
3. 说明：光源 -_KO}_  
;usR=i36b  
@~+
W  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 *M]@}'N  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 SJJ[y"GvD  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 :,@\q0j"=  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 yU{Q`6u T  
4. 说明：光学元件 X1C
&;5  
XH`W(  
[
Nw%fuB  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ceUhCb  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 uE]Z,`e
 
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 d$gT,+|vu  
 透镜材料为N-BK7。 MV?#g-5  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 (X3}&aLF  
F*, e,s  
u(Kof'p7  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 "T4buTXJ  
O!U8"Yr$  
ea3f`z  
 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)。 DfsPg':z  
 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] Sp]u5\  
Mjj5~by:  
ng6".u9  
579<[[6~d2  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] !K%8tr4  
6. 分光器的设置 gy*c$[NS$  
!SPu9:  
 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 N87)rhXSo,  
7. 合束器的设置 Pea2ENe3  
>>b <)?3Rv  
6g-Q  
 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。 Rh :|ij>B  
b9Mp@I7Q-  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 8t5o&8v  
_g2"D[I%  
 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)。 G&z^AV  
f6])
M)  
1. 结果：利用光线追迹分析 U0ZPY )7k  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 L&,&SDr  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 mFgrT  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 @QO^3%b8  
tu:W1?  
#;])/8R%  
 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。 L6 IIk  
 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~XDwmt;  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 cfC}"As  
(&!RX.i  
 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°。 x+8%4]u`  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 I&wJK'GM`  
4. 对准误差的影响：元件平移  &Sdf0"  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 H#/Hs#  
 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。 W QqOXF  
WYm<_1  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 r7jh)Q;BbR  
Gq]/6igzX  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 U62Z ?nge%  
5q;c=oRUj  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 -xVZm8y  
-A^o5s  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 odTa2$O  
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。 Tvl"KVGm  
EYRg,U&'  
扩展阅读 sH.,O9'r  
1. 扩展阅读 ]NyN@9u@(  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 $U4[a:  
 开始视频- 光路图介绍 {_R{gpj'  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 `d}t?qWS;F  
 其他测量系统示例： rtdEIk  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)