[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) qU"+0t4  
A9"ho}<  
应用示例简述 [mm5?23g  
&0 @2JS/!  
1. 系统说明 PKP(:3|  
yEH30zSt  
 光源 5yry$w$G)  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) $+tkBM  
 元件 0j*8|{|  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 &ha39&I  
 探测器 rA9"CN  
— 干涉条纹 JLjx4B\  
 建模/设计 rn(
T Z}  
— 光线追迹：初始系统概览 (*|hlD~  
— 几何场追迹加(GFT+)： k?_Miqr  
 计算干涉条纹。 "2 Kh2[K  
 分析对齐误差的影响。 O:1YG$uKa  
y'(;!5w  
2. 系统说明 )#1@@\< ^T  
=ahD'*R^A  
Z yIn>]{  
3. 建模/设计结果 Pd>hd0!.%  
F77~156  
4. 总结 :}Z+K*%o-  
<jxTI%'f59  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g4Tc (k#  
:=-h'<D  
1. 仿真 zE<}_nA  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 :Vv=p*~  
2. 计算 >I+O@  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 NJ3b Oq  
3. 研究 7Ij'!@no
  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 .Zo8KwkFY  
[&e}@!8O
`  
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。 F$d`Umqs;P  
9kT
U|py  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 k5|h8%h8  
[gU z9iU  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 KN5.
2pp  
E:#VS~  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 B+,Z 3*  
o: qB#8X  
2. 说明：光源 JWC{"6  
gzx
LHPiw  
^ygN/a>rr  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ;l"z4>k
t7  
 因此，相干长度大于1m ^IY1^x  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 EFhe``  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 [@Y?'={qE  
V*LpO8=  
O]`CSTv'_  
"J$vt`  
3. 说明：光源 H>k=V<  
jrG@ +" }  
jf@#&%AC9  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 S&FMFXF@  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 |K7JU^"OQ  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 YaDr6)  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 g?)9zJ9  
4. 说明：光学元件 v:eVK!O  
c)+IX;q-C  
PO1sVP.S  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 VQ2)qJ#l  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Mvu!  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 % ?@PlQ  
 透镜材料为N-BK7。 [{L4~(uU8  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 UJ2Tj
+  
X^7bOFWE  
}hhDJ_I5M  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Kb#py
6  
]&jXD=a"  
uveTx  
 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)。 PohG y  
 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] ZU5hHah.t  
fMy7pXa_  
)L<NW{  
D`V03}\-  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] i.C+{QH  
6. 分光器的设置 \IQf|  
M1-n  
 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 r1}YN<+,s  
7. 合束器的设置 ez@`&cJ7  
] K3^0S/  
[8v v[n/  
 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。 )k&<D*5s  
mR)Xq=  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 [2"a~o\  
<-D>^p9  
 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)。 *0^!%Y'/4  
9@9(zUS|  
1. 结果：利用光线追迹分析 |Ah'KpL8W  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 L'iENZI$  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 C4Z}WBS(  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹  ?%Hj,b  
mmE\=i~  
g 4G&  
 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。 <lopk('7  
 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。 .B_LQ;0:   
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ;'~U5Po8  
]%>7OH'  
 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°。 hd^?mZ  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 >x]b"@Hkw  
4. 对准误差的影响：元件平移 z~\a]MB  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。  >\6T
m  
 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。 c>!zJAB  
Wn6~x2LaV  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +m8CN(c  
f3El9[  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 WT;4J<O/  
_IYd^c  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )WuU?Tn&  
awxz
P*6  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 HI&N&a9C  
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。 T;!: A  
oM\b>*  
扩展阅读 tUU`R{=(  
1. 扩展阅读 x8x8T$  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 I8~ .Vu2  
 开始视频- 光路图介绍 <q\OREMsq  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 O=m_P}K  
 其他测量系统示例： 7~&  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)