[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) O ;B[ZMV  
ca$K
)=cDW  
应用示例简述 xR5zm%\  
~$ "P\iJ  
1. 系统说明 bX&=*L+h6  
140_WV?7  
 光源 8<X; 8R  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ,S=ur%  
 元件 p!
~V@l  
— 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 :.fm LL  
 探测器 8Nf%<nUv  
— 干涉条纹 'di(5  
 建模/设计 q!8aYw+c  
— 光线追迹：初始系统概览 lyyRyFfQ  
— 几何场追迹加(GFT+)： j|ZhGerp  
 计算干涉条纹。 +Rd;>s*.Y  
 分析对齐误差的影响。 I(:d8SF  
S8)6@ECC  
2. 系统说明 zM|Y X<  
+T]D\];D  
Vqxxm&^P  
3. 建模/设计结果 ~~3 BV,  
p6W|4_a?  
4. 总结 XlU`jv+  
OOj}CZ6  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Dt*/tVF  
I=9sTR)  
1. 仿真 QNgfvy  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 5TS&NefM
  
2. 计算 xr1,D5  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v,A8Mk2s#  
3. 研究 E4N{;'  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 'P3jUc)  
y` 6!Vj l  
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。 [$%O-_x  
'o]8UD(  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 !juh}q&}|  
~~X-$rtU  
 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。 ]}0QrD  
)TzQ8YpO}  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 o0:RsODl  
>K-S&Y  
2. 说明：光源 6k*,Yei  
x3Ze\N8w  
i9j#Tu93 f  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 I7e.pm  
 因此，相干长度大于1m cMp#_\B  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 h@yn0CU3.  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 /V$U%0  
9B?-&t  
gis
;)al  
zX}t1:nc  
3. 说明：光源 B6xM#)  
Z=j6c"  
![9umsx  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 |!E: [UH  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Wg!JQRHtT  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0*yD   
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 <S68UN(Ke  
4. 说明：光学元件 jWqjGX`  
:B 9>  
fv/Nf"  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。  aK33bn'j  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 z^^)n  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Z]qbLxJV  
 透镜材料为N-BK7。 G[$g-NU+  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Z|$M 9E  
8(ej]9RObU  
iR]K!j2  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ~kFL[Asnaf  
 jH>`:  
]+A%37  
 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)。 FS^~e-A  
 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] 3>QkO.b  
o&ETs)n|  
cB=ExD.Q  
O_\%8*;  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ?/|KM8  
6. 分光器的设置 XR|U6bf]  
7!U^?0?/  
 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 #g=
  
7. 合束器的设置 `Vl9/IEk  
1V.oR`&2E  
R9\ )a2  
 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。 <NWq03:&  
f9D01R fo  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 c*.-mS~Z`  
'S%H"W\  
 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)。 d$hBgJe>N  
|p.|zH  
1. 结果：利用光线追迹分析 &&g02>gE  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 hjD%=Ri0Z  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 N@0cn q:"  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 &P7Z_&34Z  
}`.d4mm  
Xz`0nU  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 `vZX"+BAh  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 ,&.$r/x|?  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 o$Ju\(Y$<+  
PdtL Cgd  
 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°。 lg +>.^7k  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 $b(CN+#  
4. 对准误差的影响：元件平移 y*%uGG5  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Ad&VOh+0  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 !_P&SmK3  
EF6h>"']/  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )2a)$qx;  
$*|M+ofQ  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 RqX^$C8M  
TV=K3F5)M  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #%EHcgF  
,Qs%bq{t  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,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。 =f!clhO  
Y_K W9T_  
扩展阅读 ||?@pn\  
1. 扩展阅读 Xv3pKf-K  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #_{Q&QUk  
 开始视频- 光路图介绍 =*1NVi $n  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 T*nP-b  
 其他测量系统示例： K)U[xS;<  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)