[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) 9$*s8}|  
(P|pRVO  
应用示例简述 |V,<+BEi  
o^p  
1. 系统说明 8At<Wic  
E,[xUz"  
 光源 v3[@1FQ"  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 2f:^S/.A  
 元件 ~mz%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 5TKJWO.  
 探测器 I/J7rkf  
— 干涉条纹 ssQ BSbx
  
 建模/设计
",qU,0  
— 光线追迹：初始系统概览 z?]G3$i(  
— 几何场追迹加(GFT+)： y'C-[nk  
 计算干涉条纹。 )6X.Nfkb^k  
 分析对齐误差的影响。
olux6RP[B  
5jcte< 5I_  
2. 系统说明 v $({C  
qt e>r  
fPa9ofU/kr  
3. 建模/设计结果 [1G^/K"  
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W9  
4. 总结 d9^E.8p$  
0ezYdS~o  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :Ixx<9c.  
#;KsJb)N.  
1. 仿真 ._Zt=jB  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 W6c]-pc  
2. 计算
J;Rv ~<7  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 S_(d9GK<  
3. 研究 a}yXC<}$  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 QCOo  
|,C#:"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。 .x83Ah`  
jH;Du2w  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 m` AK~O2  
v-j3bB  
 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。 ~#K@ADYr  
Y$>-%KcKeI  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 BHDML.r }M  
nSx8E7 |V  
2. 说明：光源 dtStTT  
Ut@RGg+f8  
(?)7)5H  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 |s+0~$O;  
 因此，相干长度大于1m f>jwN@(  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Wzq>JNny  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 } l667N  
;i uQ?MR3  
vT^Sk;E  
dhPKHrS  
3. 说明：光源 EV M7Q>  
gJN0!N'  
:;;E<74e i  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ;zTuKex~  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 d[gl]tj9  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 1k8x%5p  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 @LE[ac  
4. 说明：光学元件 ,Z9>h[JF  
sfT+i;p  
7
u.
|XmUz  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 !\ND(  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 <Q< AwP  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 zSTR^sgJ  
 透镜材料为N-BK7。 %hS|68pN6  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 B0}~G(t(  
D|bBu  
&Nl2sey  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 yGBQ0o7E  
`NRH9l>B7  
83~ i:+;  
 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)。 }3
m0AQ;K  
 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] FjfN3#
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@`"AHt  
kTIYD o  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 5MTgK=c  
6. 分光器的设置 VaZn{z  

] f>]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 M
hEw _{?  
7. 合束器的设置 t G.(flW,  
&-yGVx  
V3N0Og3  
 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。 o5o^TW{  
?8@>6IXn  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 yq[Cq=rBk  
*4Fr&^M\  
 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)。 imL_lw^?  
5~ 'Ie<Y_  
1. 结果：利用光线追迹分析 /?-7Fg+,  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 \,UZX&ip  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 KU9Z"9#  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 XkmQBV"  
NmIHYN3  
,1{Ep`
 
 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。 h&@R| N  
 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。 ybdd;t}&1  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 >-<8N-@"n  
gIEl.  
 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°。 ~}ml*<z@  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 2GmpCy`L"  
4. 对准误差的影响：元件平移 <3X7T6_:@  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 &fP XU*l4  
 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。 qk(P>q8[  
._:nw=Y0<}  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (WlIwKP  
V:NI4dv/R  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 .3pbu
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\a^,sV  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 hv$yV%.`  
'BMy8  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,hxkk`  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 'rP]Nw  
;(6g\'m  
扩展阅读 {Z;t ^:s#  
1. 扩展阅读 #1-xw~_  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 5x2Ay=s  
 开始视频- 光路图介绍 [|`U6 8}u  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 &:*q_$]Oz  
 其他测量系统示例： w
RNroQ  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)