[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) pVG>A&4  
CeW7Ym  
应用示例简述 B,y3] g6u  
YFvgz.>QE  
1. 系统说明 l,y^HTc}7/  
0wvU?z%WK  
 光源 v5 Y)al@  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) _rjBc;a  
 元件 4#2 ,Y!  
— 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 (02g#A`  
 探测器 PqfVX8/q0  
— 干涉条纹 ^ f{qJ[,  
 建模/设计 9dYOH)f  
— 光线追迹：初始系统概览 \=g!$  
— 几何场追迹加(GFT+)： }td6fj_{  
 计算干涉条纹。 X_?%A54z?  
 分析对齐误差的影响。 ?>?ZAr  
D_ ug-<QT  
2. 系统说明 9 z*(8d  
{ _X#f
q0}  
sT1jF3  
3. 建模/设计结果 <2)v9c  
Ar5JP_M`E  
4. 总结 }AAbhr9d}  
qKs7WBRJy  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Wa/geQE1<  
6jtTT%>y  
1. 仿真  >fwlg-  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 P:a*t[+  
2. 计算 !Bncx`pl  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 S41)l!+2  
3. 研究 hvcR.f)C>  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 my=~"bw4  
Esa6hU#  
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。 ] - h|]  
w6v1 q:20  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 `#<eA*^g5  
/0!$p[cjm  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 |nfH-JytV  
c0hdLl;5  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 i59k"pNm  
y|LXDq4Wj  
2. 说明：光源 #PPsRKj3c  
ugRV5bUk  
KK .cDAR  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 C}bPv+t  
 因此，相干长度大于1m n('VQ0b  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 z22N7W=7  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 >:fJhF@  
+@^47Xu^  
.Btv}b  
s'2y%E#  
3. 说明：光源 :e52hK1[T  
m(h/:JZ\  
ZS|Z98  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 N6f%>3%1|.  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 >4#tkv>S.  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0-lPhnrp  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 8Q)y%7{6  
4. 说明：光学元件
BD?F`%-x  
0n7HkDo  
wsna5D6i  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =7H.F:BBG  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 B0NN>)h  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 fCs\Q  
 透镜材料为N-BK7。 [v~Uy$d\  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 R|6RI}  
 -kV|  
]Oig..LJ  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 _TV2)  
6Lav.x\W  
W[@"H1bVH  
 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)。 rZb_1E<  
 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] 56VE[G  
[%7IQ4`{  
a [0N,t  
H@Kl  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] xu0;a  
6. 分光器的设置
dawVE O  

^?81.b|qb  
 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 VuP#b'g=|]  
7. 合束器的设置 3T Yo  
=kyJaT^5[  
LS*{]@8q  
 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。 $#g#[/  
zlC^  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 WXRHG)nvL  
Z^jGT+
2  
 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)。 hXj* {vT  
}UJdE#4  
1. 结果：利用光线追迹分析 rHA/  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Hz8Jgp  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 !W(/Y9g#  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 &h_d|8  
PxdJOtI"  
oxxE'cx{g  
 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。 #khyy-B=  
 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。 mmh nw(/  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ;+aDjO2(  
btr x?k(  
 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°。 bw<~R2[  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 vV\/pu8  
4. 对准误差的影响：元件平移 Q{(,/}kA-  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 t*ri`}a{v  
 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。 ?eYchVq  
x);?jxd  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 oj
,Vi-TZ  
kV]%Q3t  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ba8-XA_~U  
r!-L`
GUm  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >Gw%r1)  
;mM\, {Z  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $u0+29T2O  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ;dpS@;v  
U)T/.L{0i  
扩展阅读 7csl1|U  
1. 扩展阅读 yE!7`c.[u  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 J$eZLj  
 开始视频- 光路图介绍 '/]fZ|  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 QWIOim-  
 其他测量系统示例： EeF n{_  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)