[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) n|F$qV_p\  
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应用示例简述 0IoS|P}6a  
q:.URl  
1. 系统说明 _A%} >:q  
/C29^P  
 光源 GkjTE2I3  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) <\c5
 
 元件 (NUwkAOM}  
— 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 v/6QE;BY&Q  
 探测器 /)?]
vKMiI  
— 干涉条纹 ('!90  
 建模/设计 X"<t3l(+  
— 光线追迹：初始系统概览 a?%X9 +1A  
— 几何场追迹加(GFT+)： A<.`HCv2  
 计算干涉条纹。 jvn:W{'Q  
 分析对齐误差的影响。 }~$zdgMT  
<N^2|*3  
2. 系统说明 w~sr2;rp<  
`V[{(&?,n  
niY9`8  
3. 建模/设计结果 ;cI
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rwr>43S5<3  
4. 总结 1cWUPVQ  
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马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 E`.dU<8HE  
g!5
`R`7  
1. 仿真 2'W3:   
以光线追迹对干涉仪的仿真。 |RX uO  
2. 计算 =p|,~q&i  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 q?'*T?|  
3. 研究 ,o\vumx  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 O7bTu<h=  
-sl] funRy  
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。 "#^11o8  
<<K GS  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 <hgt{b4  
s<LF=qGu  
 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。 z 7OTL<h  
r8rU+4\8<  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 n8#iL  
`~QS3zq  
2. 说明：光源 +s.r!?49+  
uqPagt<  
Jw?J(ig^  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 lpLjfHr  
 因此，相干长度大于1m 7HzO_u%H1  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 _n(O?M&x  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 hSE\RX 9  
77"'?  
V~` ?J6  
GZQy~Uk~  
3. 说明：光源 >8+:{NW  
yZ=wT,Y  
hb'S!N5m  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 x;2tmof=L  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 6hQ?MYX  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 EE5I~k5  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 $+qJ#0OE$  
4. 说明：光学元件 8C3oj  
I5PI;t+  
'v iF8?_  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 }stc]L{79  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 H'Q4IRT  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。
IY2caXu  
 透镜材料为N-BK7。 7(AB5.O  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。  Ew1> m'  
#
@Yw]@5M  
d-w#\ ^  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )
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],9%QE  
:r*skV|  
 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)。 +c!v%uX  
 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] 5SKj% %B2,  
E4~k)4R  
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9T#d.c24  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] )OxcJPo  
6. 分光器的设置 3(l^{YC+[7  
y6tzmyg  
 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 J P'|v"  
7. 合束器的设置 F@ lJk|*_  
|%.V{vgP7  
1 i # .h$  
 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。 H7!j5^  
~Qjf-|  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 x TEDC,B  
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 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)。 @*'$QD,  
,tBb$T)7<  
1. 结果：利用光线追迹分析 uzjP!qO  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 luAmq+  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 f/Cf2 K  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹
z4 4(  
|E)-9JSRy  
]/>(C76  
 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。 `{BY {  
 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。 #1c%3KaZI  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 d2f   
jinDKJ,n;  
 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°。 {z:aZ]QhKc  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 oqeA15k$  
4. 对准误差的影响：元件平移 ?QuD:vck  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 'o41)p  
 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。 iOk^RDG+  
8bT]NvCA  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 RQ}0f5~t  
(Q~ p"Ch  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 I6!~(ND7  
+zM
WIG  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 xx[XwN;  
|Et8FR3[m  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 RJ+i~;-  
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。 }',/~T6  
yr=$a3web;  
扩展阅读 >9F&x>~  
1. 扩展阅读 7mG/f
 
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 x,)|;HXm  
 开始视频- 光路图介绍 3^NHVg  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 d~#>.$Uu  
 其他测量系统示例： aPD
4S&"Q  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)