[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) ]j*2PSJG  
!CYC7HeF  
应用示例简述 tz@MZs09  
Tsg9,/vXM  
1. 系统说明 |EE1S{!24m  
U7s$';y"%  
 光源 F]3Y,{/V  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) YqX$a~  
 元件 sE"s!s/  
— 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 h+g\tYWGP  
 探测器 ,Z"<-%3  
— 干涉条纹 6$r\p2pi0  
 建模/设计 @yuiNj.T  
— 光线追迹：初始系统概览 y>a?<*Y+e  
— 几何场追迹加(GFT+)： +& r!%j7  
 计算干涉条纹。 5Kg'&B (  
 分析对齐误差的影响。 q?(] Y*  
3gi)QCsk  
2. 系统说明 q\6(
_U#Tl  
hN-@_XSw<I  
hk~/W}sI  
3. 建模/设计结果 y"q a
a  
WkTJ M  
4. 总结 Rg?6eN  
Z4] n<~o  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Op'a=4x]  
<sH}X$/  
1. 仿真 \Rny*px  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 L80(9Y^xn  
2. 计算 ?"d$SK"6Z  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 fW-C`x  
3. 研究 t7+A!7b{  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 q\Y4vWg  
UD.bb  
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。 Jxe+LG  
;m(iKwDt  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 u7!9H<{>P  
REUxXaN>Z  
 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。  $GJT  
3z+l-QO8  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 i>F=XE  
{OU|'  
2. 说明：光源 S&-K!XyJ  
rJ!cma  
8%[pno |0I  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 WK>F0xMs1  
 因此，相干长度大于1m qLN\%}69/  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 =kd$??F  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 qA)OkR'm  
2c9?,Le/;  
Ke$_l]}  
WgtLKRZ\  
3. 说明：光源 <)VgGjZ-H  
{7NGfzwp;6  
 7GgZ: $d  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 y0* rY  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 X]0>0=^  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 3A7774n=P  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 :L[>!~YG_n  
4. 说明：光学元件 {K,In)4  
VeoG[Jl  

P6:C/B  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 oUv26t~  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 y~SVD@  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 7{;it uqX  
 透镜材料为N-BK7。 1vj/6L  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ?8b19DMK6  
=*mT{q@  
Ni,nQ;9  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 c`a(  
8t-GsjHb  
x$Dq0FX!%_  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 =&HLz 7|  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] xUo6~9s7  
Or
Y[  
5(1:^:LGK  
a)qan  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ks'>?Dw  
6. 分光器的设置 7u):J  
Swi#
^i  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 iGN\ >m}  
7. 合束器的设置 HgI!q<)  
}lJ;|kx$  
bzgC+yT  
 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。 Fnw:alWr  
K5""%O+  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 7>vm?a^D2&  
8%?y)K^ D  
 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)。 {@Mr7*u  
qQ&uU7,#  
1. 结果：利用光线追迹分析 8.E"[QktZ  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 7s9h:/Lu  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 qUe _B  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 f:T?oR>2  
sDY~jP[Oa  
gq?:n.;TY  
 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。 TkbaoD  
 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。 M6Fo.eeK3  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Szus*YL7  
APQq F/  
 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°。 5j%G7.S\  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ,$P,x  
4. 对准误差的影响：元件平移 Jd2.j?P=  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 jG5HW*>k0  
 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。 LF<&gC  
0D X_*f  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1J@Iekat  
2z.ot'  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 2
Xb, i  
]S|FK>U[  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ZykMri3bi  
>tD=t8  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 zM0NRERi  
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。 }[*'  
bp1AN9~  
扩展阅读 Z6jEj9?O  
1. 扩展阅读 OMGggg  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 1I+9?fa  
 开始视频- 光路图介绍 :FyF:=  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 NE995;  
 其他测量系统示例： <N<Q9}`V  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)