[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) "-hgeQX  
k@Hu0x  
应用示例简述 &L/C:<.  
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MW5]H  
1. 系统说明 53L)+\7w  
H(pOR<`  
 光源 EGs z{c[8@  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) dWp4|r  
 元件 YFW+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 cZwQ{9>  
 探测器 Fc=8Qt^  
— 干涉条纹 P`"dj@1'  
 建模/设计 i{`>!)U  
— 光线追迹：初始系统概览 Dk4Wj"LS  
— 几何场追迹加(GFT+)： nK:39D$(  
 计算干涉条纹。 tuv4~i<  
 分析对齐误差的影响。 <q!{<(:  
Y`M.hYBXk  
2. 系统说明 3*FktXmI}  
iBZ+gsSP  
P017y&X  
3. 建模/设计结果 F`-? 3]\3  
*kDXx&7B$  
4. 总结 =^{^KHzIl3  
_ p?q/-[4  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 KR{kn[2|Q  
0^.q5#A2  
1. 仿真 *fjarZu  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 bT8BJY%+  
2. 计算 &Z
f@vD  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 AD8~  
3. 研究 wi9fYfuv3R  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 k_!z=6?[:  
YKk%lZ.8  
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。 :?60pu=  
=P5SFMPN  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 {t9U]hX%A[  
FMR0?\jnT  
 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。 oVLz7Y[JE  
MY0Wr%@#0  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 MM^tk{2?.  
<1hwXo  
2. 说明：光源 cW MZw|t  
a5&wS@) ;  
SBYRN##n_  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 [7$<sN<'  
 因此，相干长度大于1m z9VQsC'K  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 3Hq0\Y"Y  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 H-I*;  
IQH;`+  
)hn,rmn (P  
c>]_,Br~  
3. 说明：光源 S46[2-v1  
of(Nq@  
l ='lV]  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 .%*.nq  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 JhuKW>7  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 (/uL6W d0  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 0V1kZ.  
4. 说明：光学元件 NMOTWA}2  
u_mm*o~)g  
>+8mq]8^  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 $-o39A#  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 2*Gl|@~N  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 3?fya8W<  
 透镜材料为N-BK7。 {Q4=GrS  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 0`OqD d  
^ 41p+  
:s8,i$Ex  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 b
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1P6~IZVN  
uZ OUp8QQ  
 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)。 ]ImS@!Ajjx  
 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]
71wyZJ  
9WBDSx_(Q  
`5x,N%9{  
O" T1=4  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] W>+<r9Rt4  
6. 分光器的设置
CIV6Qe"<  
+K+ == mO&  
 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 ` 3<#DZ;!  
7. 合束器的设置 ^B5Hjf9  
W&rjJZY6  
1tg   
 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。 .p0;y3so4  
`L:wx5?  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 t6~|T_]  
))eR  
 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)。 ?t<wp3bZ  
Ph-3,cC  
1. 结果：利用光线追迹分析 *r(iegO$  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 8whjPn0  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 qf ]ax!bK  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 .o fYFK  
6"gncB.  
~lQ]PKJ"  
 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。 Hjlx,:'M  
 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。 u*H2kn[DU  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Rk`c'WP0*  
<f:b%Pm7  
 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°。 c*LnLK/m  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 5%+T~ E*  
4. 对准误差的影响：元件平移 {>5c,L$  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 r\L:JTZ$  
 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。 f61
~%@fE  
60QElJ9D  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 mAXTO7  
VRMlr.T+  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Be?mIwc_g  
RU[{!E  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Jb_/c``  
XMuZ
'I  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,{YC|uB  
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。 C%G-Ye|@  
C$rZn%dp(  
扩展阅读 H2|w  
1. 扩展阅读 >oLM2VJ  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 j^:\a\-1  
 开始视频- 光路图介绍 #16)7  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 7%L-;xcr]B  
 其他测量系统示例： JQI`9$asuC  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)