[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) d9'gH#f?  
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应用示例简述 H}TzNs  
7m{YWR0  
1. 系统说明 u19d!#g  
Q&p'\6~  
 光源 Yh=/?&*  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) aTJs.y-I~  
 元件 3v oas  
— 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 x3dP`<   
 探测器 :C%cnU;N  
— 干涉条纹 xMck A<E  
 建模/设计 Y!M&8;>  
— 光线追迹：初始系统概览 ?Q`u\G3.m  
— 几何场追迹加(GFT+)： "RZVv~BD  
 计算干涉条纹。 Ygwej2  
 分析对齐误差的影响。 x RV@_  
x>Hg.%/c[  
2. 系统说明 i,77F!  
6xLLIby,  
I/F3%'O  
3. 建模/设计结果 cr;\;Ta_!W  
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4. 总结 5e>
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马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .?C-J  
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1. 仿真 1 uKWvp0\  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 -UJ; =/  
2. 计算 az5 $.  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +W{ELdup%q  
3. 研究 &W'X3!Te  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 znNJ?  
s<}d)
L(  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 %TOYU(k  
82mKI+9&"  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 WH@CH4WM  
(T0%oina  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 X>0$zE@0  
y":Y$v,P  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 .Xq4QR .  
3,Dc}$t  
2. 说明：光源 s>A!Egmo  
)Ha`>  
h3}gg@Fm  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 `i'72\(  
 因此，相干长度大于1m %xa.{`}`U  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 u{Z 4M3U  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 9e`.H0  
H%}ro.u  
\(S69@f  
mBp3_E.t  
3. 说明：光源 |U~m8e&:  
!uoQLiH+  
n!nXM  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 'G6M:IXno  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 # p?7{"Ep  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 6}Iu~|5  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 "ggViIOw&  
4. 说明：光学元件 (JgW")M`cY  
qHAZ)Tz  
3G4N0{i  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 t[L_n m5-  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 %syFHUBw  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 VE <p,IO  
 透镜材料为N-BK7。 uQ}0hs  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 3 &aBU[  
KGVAP  
ucVWvXCr  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 m'L7K K-Y)  
xK8n~.T('  
PYOU=R%o`8  
 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)。 *{ =5AW}o  
 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] 0n'~wz"wB  
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9<'  
y([""z3<w  
3!+N}[$iy  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] x_C#ALq9  
6. 分光器的设置 `|Ll  
cz2guUu  
 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 gK`o;` ^  
7. 合束器的设置 Usa  
ftL>oOz[  
X2Z E9b  
 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。 -T s8y  
(c'=jJX  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 `u./2]n  
rO_|_nV[  
 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)。 IjK  
qWQ7:*DL  
1. 结果：利用光线追迹分析 i8]2y  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 dzK]F/L]  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 mt0ZD}E  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 r]C`#  
d )}@0Q  
&#AK#`&)0i  
 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。 isdEs k#A.  
 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。 bZ/4O*B  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 RpAtd^I  
EB/.M+~a  
 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°。 qtx5N)J6  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 z%F68f73  
4. 对准误差的影响：元件平移 uSAb  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 #ny&bJj  
 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。 YivWvV  
LX i?FQnLu  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /(aKhUjhb  
1j_x51p  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^G(/;c*=  
|bHId!d  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 cY}Nr#%s@U  
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6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 \Oku<5  
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。 7\BGeI  
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扩展阅读 ~-"<)XPe  
1. 扩展阅读 AYC22(  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Kg#5 @;  
 开始视频- 光路图介绍
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F  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 R*C  
 其他测量系统示例： WIe2j  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)