[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)  }FoO  
P-c<[DSM'I  
应用示例简述 gkN )`/`*  
_Bhm\|t  
1. 系统说明 5v@-.p  
|rg4j  
 光源 y8QJ=v* B  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Z 71.*  
 元件 Q+]
9Glz9  
— 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||4.YT  
 探测器 bRzw.(k0`r  
— 干涉条纹 f.cQp&&]r  
 建模/设计 @<W^/D1#L  
— 光线追迹：初始系统概览 !<P|:Oo*Dl  
— 几何场追迹加(GFT+)： E")g1xGaK  
 计算干涉条纹。 '&#YaD=""  
 分析对齐误差的影响。 k_}aiHdG  
ca{u"n  
2. 系统说明 ^Td_B03)  

B}YpIb]d  
|{G GATni  
3. 建模/设计结果 D^~G(m;-  
;[~:Y[N  
4. 总结 #& 5}  
S`qa_yI)Ed  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ueM[&:g&MU  
/>,Tq!i\4}  
1. 仿真 +g6t)Gl  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 X\a*q]"_  
2. 计算 X>`5YdT~+  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  c>(`X@KL  
3. 研究 ^bjaa  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 q0l=S+0
 
f;w7YO+$p9  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 >P/Nb]C  
]$VYzE2e  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 \~#$$Q-qtU  
U0Y;*
_>4  
 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。 DG!H8^  
! 9U  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 RrPo89o  
3i c6!T#t"  
2. 说明：光源 8a;I,DK=j  
#`>46T  
^^-uq)A  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 "&,Gn#'FG  
 因此，相干长度大于1m  d Xiv8B1  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 7K|: 7e(  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 wLDWD,"K  
79?%g=#=  
)TmqE<[  
<r{M(yZ?@  
3. 说明：光源 D_HE!fl  
FccT@,.F  
:RH0.5)  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 "XU M$:D  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ZDI%?.U  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ;0R>Dg  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 @"\j]ZEnY  
4. 说明：光学元件 |Mm9QF;iA  
QX'EMyK$  
huu v`$~y  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 i09w(k?  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 b~1]}9TJ  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 G9/5KW}-  
 透镜材料为N-BK7。 !w!}`|q  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 U8T"ABvFP  
KVvzVQ1  
_msV3JBr  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 #DN5S#Ic  
%SwN/rna  
P?y3YxS  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 TJB)]d<  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] O%g%*9  
9'qU4I  
}|k_sx:  
0{8^)apII  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] r@2{>j
8  
6. 分光器的设置 5i+0GN3nd  
6%p$C oR  
 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 |HjoaN)  
7. 合束器的设置 <*g!R!  
C/J
eD-JG  
jAa{;p"jU  
 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。 _::q S!  
Y=%SK8]Q;  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 D*>EWlZ   
PJ=N.xf}  
 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)。 uG|d7LS,%  
"!9hcv-;  
1. 结果：利用光线追迹分析 GJUorj&  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 WMo   
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 woHB![Q,  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 xm)s%"6n  
X`[P11`  
ndSM*Fq  
 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。 |M*jo<C  
 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。 %{fa .>6  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 MWsjkI`  
`m~x*)L#  
 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°。 GTj=R$%09  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 5}4f[   
4. 对准误差的影响：元件平移 LP{{PT.&X  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 '`-W!g[ >  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 NZJ:@J=-  
fZ9EE3  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 gaK m`#  
YL)epi^  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 KjrUTG0oA  
A9*( O)  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 W\'njN  
DcNQ2Zz?%  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 &C~R*  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 cTA8F"UGD  
dQ6n[$Q@N  
扩展阅读 e}x}
Fj</(  
1. 扩展阅读 (xp<@-  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 xiu?BP?V  
 开始视频- 光路图介绍 >m}U|#;W  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 Yy 4EM  
 其他测量系统示例：
*]ROUk@K=  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)