[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) 3N3*`?5c<  
l#ygb|=x  
应用示例简述 Ou!)1UFI  
Cz[5Ug'V  
1. 系统说明 )<Ob  
S5/p=H:  
 光源 (zEYpTp  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) W U0UG$o`  
 元件 w= B  
— 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 #:I^&~:  
 探测器 o
VreP  
— 干涉条纹 C=s((q*  
 建模/设计 2D_6
  
— 光线追迹：初始系统概览 :SdIU36  
— 几何场追迹加(GFT+)： oE5;|x3  
 计算干涉条纹。 PbQE{&D#  
 分析对齐误差的影响。 `>y[wa>9r  
D/*vj|  
2. 系统说明 !,R  
kp.|gzA6  
F*. /D~K  
3. 建模/设计结果 Es:5yX!  
9M
nem*  
4. 总结 L*IU0Jy>  
epYj+T  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 qb9}&'@:  
4t*<+H%  
1. 仿真 p>!1S  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 XWc|[>iO  
2. 计算 z(jU|va{_1  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 }il%AAI9}r  
3. 研究 /LSq%~UF  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Zr5'TZ`$  
C\J@fpH(t`  
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。 ?'T"?b<  
e5FCqNip'  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 <kROH0+  
V02309Y  
 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。 <%he o  
7Y4%R`9H  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 :S#eg1y.w]  
vsjM3=  
2. 说明：光源 *P&OxVz  
Yo>%s4_,  
oUCS|  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 IM$'J  
 因此，相干长度大于1m z/pDOP Ku  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 #3
YdjU3w  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 zj%c
d;  
69N1 mP  
\]Kq(k[p  
Z=0iPy,m>  
3. 说明：光源 "MW55OWYU  
//VG1@vaVX  
(69kvA&|q  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 M_yZR^;^-  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 :p,c%"8  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 w($XEv;  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 % cU-5\xF  
4. 说明：光学元件 A[K:/tB  
B[C7G7<B  
SB5@\^  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 % E<FB;h  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 g]:..W7  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 R65;oJh  
 透镜材料为N-BK7。 ^XtHF|%0T  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 $[WN[J  
0^-z?Kb<}  
S^*(ALFPj  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 pIk4V/fy  
AEBw#v!,o  
#Lu4OSM+  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 e,PQ)1  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] b=6ZdN1  
>?H_A  
3 ATN?V@  
`PXoJ
l  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] @`#OC#  
6. 分光器的设置 :/n ?4K^  
LX&=uv%-^  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 qg/Y;tGSx  
7. 合束器的设置 gEX:S(1QP  
37GHt9l  
cj,&&3sbV  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 HJ2O@e  
p?EEox  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 yTMGIS
X5  
D_L'x"  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 M$DwQ}Z  
BbXmT"@  
1. 结果：利用光线追迹分析 $\=6."R5<  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 &q kl*#]  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ?,A8
fR  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 L>|A6S#y8/  
zwF7DnW<<  
oW` *FD  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ^;v.ytO*  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 -M(58/y  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 @5uyUSt]  
qCv}+d)  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 zXA= se0U  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 2l;ge>DJ  
4. 对准误差的影响：元件平移 lW@
:q04Z$  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 IWSEssP  
 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。 &AkzSgP  
Xlgz.j7XR  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 QQ2OZy>W  
6Wcn(h8%*  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 (rCPr,@0  
?j ;,q  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 [9
##Kb  
w^vK7Z 1$  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 `jl. f  
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。 
X]f#w  
rSzXa4m(  
扩展阅读 ~=aI2(b  
1. 扩展阅读 )@};lmPR  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 s2 t-T0;  
 开始视频- 光路图介绍 pNk,jeo
  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 _16&K}<  
 其他测量系统示例： q,19NZ  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)