[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) VasQ/  
5.0;xz}#y  
应用示例简述 <9=RLENmY"  
$\4Or  
1. 系统说明 ~c1~)QzZ  
_;(QMeR  
 光源 TKw>eGe  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ?aG~E  
 元件 @J@bD+Q+0  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 IfRrl/!nw  
 探测器 ^kB9 I8u  
— 干涉条纹 1d.>?^uE  
 建模/设计 OK}8BY  
— 光线追迹：初始系统概览 jTQN(a9Y  
— 几何场追迹加(GFT+)： jaux:fU  
 计算干涉条纹。 n |,}   
 分析对齐误差的影响。 E\}Q9,Z$  
'?fn} V  
2. 系统说明 NX+ eig</-  
0j/i):@  
oU 8o;zk0  
3. 建模/设计结果 H @E-=Ly  

wIbc8ze  
4. 总结 P#Ikj&l   
s{j3F  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :\1&5Pm]  
gwF@'Uu  
1. 仿真 /%N~$ &wW  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 [c6_6q As  
2. 计算 7 ~ Bo*UM  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 L'h'm{i  
3. 研究 b}G +7B  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 :Ws3+OI'm3  
t,P+~ A  
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。 gzdgnF2  

1Kebl  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 <~8W>Y\m  
K<_H`k*x
 
 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。 L,X6L @Q  
-XY]WWlq  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ,9M \`6  
pK1(AV'L  
2. 说明：光源 o_$r*Z|HG  
+Q_Gm3^  
@fYA{-ZC  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ~d5{Q?T)  
 因此，相干长度大于1m Yc5$915  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 h/w- &7t  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 I~
T?tm  
nocH~bAf2  
,!py n<_  
$1@{Zz!S  
3. 说明：光源 P?uKDON  
4-n.4j|  
3 \WdA$Wx  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %yrP: fg/  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 NAocmbfNz  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 dX3>j{_  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ohyUvxvj  
4. 说明：光学元件 XF$C)id2p  
XZT( :(  
1Q$ M/}  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 BZ T%+s;u9  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 hg>YOf&RG  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 e)bqE^JP  
 透镜材料为N-BK7。 Ek.j@79  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 V7v,)a" L  
Bms?`7}N  
\%VoX`B  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Y{'G2)e  
Kj>_XaFCg!  
3G&1. 8  
 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)。 0\o'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] }R'oAE}$  
Fy@D&j  
`'QPe42  
n#fg7d%  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 5V
cYdu3  
6. 分光器的设置 O#|E7;  
}bTMeCgI  
 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 Z~gqTB]H  
7. 合束器的设置 m4 (Fuu  
h 2zCX  
WQ]pg "  
 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。 3QVng^"B)  
6bn-NY:i  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 HTG;'$H^  
NlMx!f>b%/  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 hU{%x#8}lK  
Sq'z<}o  
1. 结果：利用光线追迹分析 ;D7jE+  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Sm,$~~iq}  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ]=3O,\  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 zkOgL9 (_8  
}ie]7N6;  
.,,73"  
 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。 U8mu<
)  
 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。 y()( 8L  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 V_kE"W)  
BSY#xe V  
 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°。 -iHhpD9"X  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 U{Z>y?V/  
4. 对准误差的影响：元件平移 yN.D(ZwF:  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 "gz;Q  
 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。 loJ0PY'}=  
UK,P?_e  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 '3Ie0QO]"%  
A.b#r[  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 luT8>9X^:a  
i]z i[Zo$  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8gNEL+  
>e;f{  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 'Ot[q^,KRG  
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。 8E+l;2  
O)R0,OPb
  
扩展阅读 fLAF/#\2  
1. 扩展阅读 (Nahtx!/9  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 xJ
hbGK  
 开始视频- 光路图介绍 D,/9rH  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 O@rb4(  
 其他测量系统示例： C.-a:oQ[  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)