[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) *<9M|H~  
MO]zf3f!  
应用示例简述 9aID&b+  
8pmWw?  
1. 系统说明 JpQV7}$  
K/&  
 光源 g6q[ I8  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) %*L8W*V  
 元件 Ornm3%p+e  
— 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 p,4S?cr>a  
 探测器 0s4]eEXH  
— 干涉条纹 d.snD)X  
 建模/设计 N,)rrBD  
— 光线追迹：初始系统概览 y_IF{%i  
— 几何场追迹加(GFT+)： &WbHM)_n  
 计算干涉条纹。 2$Z4 >!  
 分析对齐误差的影响。 ud(w0eX  
iA2TvP#  
2. 系统说明 7n#Mh-vq  
\a:-xwUu<  
o>M&C X+j$  
3. 建模/设计结果 J@Nq  
<XpG5vV  
4. 总结 ovtZHq/  
K
`R  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )q+;+J`>  
#1>c)_H  
1. 仿真 e58tf3  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 h>Nu
Qo*  
2. 计算 Jpe\  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 =sXk,I;  
3. 研究 i/DUB<>p6  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 oF
Jx8XU  
S#D6mg$Z,  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 dqL)q3  
6$+F5T  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 L6pw'1'  
DTV"~>@  
 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。 $Jy1=/W&  
,3ivB8  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^X?3e1om  
s4\_%je<v  
2. 说明：光源  cCy*?P@  
.ktyA+r8v  
[tz}H&  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 x_KJCU  
 因此，相干长度大于1m &FzZpH  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 NHzhGg]  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 >^KO5N-:4  
tsTCZ);(  
~d6zpQf7>  
Z:%~Al:  
3. 说明：光源 Bt-2S,c
,o  
arj?U=zy  
-6>T0-  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 e/!xyd  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 g)~"-uQQ  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 |Xk>a7X  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 U> 1voc  
4. 说明：光学元件 \ssqIRk  
%:]ive]e  
ZC:7N{a  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 +(| ,Ke  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 uY|-: =  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 <@2g.+9  
 透镜材料为N-BK7。 ^NiS7)FX  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 (\NZ)Ys  
t5WW3$Nf  
7^Q4?(A  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 V17SJSC-  
z7g=L@   
2i_k$-  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 S U$U  
 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] %oE3q>S$en  
-mK;f$X  
CQm(N  
0_faJjTbP;  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] =5m~rJ<
{  
6. 分光器的设置 a
vo[~ `.  
RW04>oxVn  
 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 S4FR=QuVQC  
7. 合束器的设置 K_sHZ  
a6i%7Om  
0'0GAh2  
 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。 o\;cXuh  
Sr?2~R0&  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Dm0Ts~  
aaODj>  
 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)。 a8laPN  
@is!VzE  
1. 结果：利用光线追迹分析 Ga
1(T$|H  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 h#7p&F  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 9( "<NB0y  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 RO+N>Wkt  
J}'a|a@bk  
^TF71uo  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 qmx4hs8sh  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 ic(`Ev  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Td/J6Q90  
_gl7Ma  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 {WoS&eL  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 qlgo#[i  
4. 对准误差的影响：元件平移 \DC0`  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 yhSbX4Q  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 lqoJ2JMy  
FLzC kzJ:6  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #%$U-ti  
waI:w,  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 $"[5]{'J  
r?j2%M\  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lrL:v~g  
l" P3lKS  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 "|KhqV=?v  
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。 E6zSMl5b  
7`_`V&3s  
扩展阅读 J70r`   
1. 扩展阅读 dFVx*{6  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 f5ttQ&@FF  
 开始视频- 光路图介绍 8.m9 =+)8  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 FZ~^cK9g:  
 其他测量系统示例： ZGZ1Q/WH  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)