[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) "}MP{/  
0<7sM#sI!  
应用示例简述 Z_[ P7P  
Unvl~lm6  
1. 系统说明 ?VlGTMaS+  
M287Z[  
 光源 {n|ah{_p|  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) UB/"&I uo  
 元件 "iTjiH)Q(  
— 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 D&i\dgbK  
 探测器 !B 4zU:d  
— 干涉条纹 a*-9n-U@[k  
 建模/设计 .W^B(y(tA  
— 光线追迹：初始系统概览 f"RC(("6W  
— 几何场追迹加(GFT+)： /jNvHo^B  
 计算干涉条纹。 P0yDL:X[  
 分析对齐误差的影响。 6@TU9AZS`  
<o/!M6^:  
2. 系统说明 $33E-^  
0N^+d,Xt.  
h;,1BpbM  
3. 建模/设计结果 ^R=`<jx   
{
.542}A  
4. 总结 vn+XY=Qnr  
(P`=9+  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 LD ]-IX&L  
+N=HI1^54R  
1. 仿真 vof8bQ{&  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 @4hzNi+  
2. 计算 OKAU*}_  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &nDXn|  
3. 研究 <Xl#}6II  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 tPQ|znB|  
`Jk0jj6Z  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ?<${?L>  
8'u9R~})
 
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ?OLd }8y  
T/\RViG3  
 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。 rw,Ylr:3  

(/uAn2  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 0K[]UU=P=  
'g!T${  
2. 说明：光源 Hl`OT5pNf  
tsAV46S  
U3X5tED  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 _8a;5
hS  
 因此，相干长度大于1m qFD ZD)K  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ,U3  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 S[1<Qrv]  
sSh{.XuB+3  
!\X9$4po@  
(da`aRVDp  
3. 说明：光源 ^K;k4oK  
bZNqv-5 4h  
S3\NB3@qC&  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 \IE![=p\w  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Z+&V >  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 x"{aO6M  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 F{0\a;U@^  
4. 说明：光学元件 P9/ (f$=  
/~Y\KOH|  
WeM38&dWY  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 T&lgWOls  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 5p (zhfuG  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 s0/O/G?  
 透镜材料为N-BK7。 ;cXw;$&D  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 3[ xdls  
1uAjy(
y  
0G+Q^]0
 
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 U05;qKgkDF  
A`n>9|R  
#7i*Diqf9  
 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)。 E+aePoU  
 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] )A\ ZS<@Z7  
4.!1odKp  
jVQy{8{G  
VBX)xQazU  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] W:_-I4q~
 
6. 分光器的设置 e9o\qEm   
9MMCWMV  
 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 2!{D~Gfl=  
7. 合束器的设置 yp#!$+a}  
X`.##S KC  
g'7E6n"!,  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 Dh8ECy5k<*  
Sc7 Ftb%  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 N&HI)X2&  
hzo> :U  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 x4WCAqi/2  
n9B5D:.G  
1. 结果：利用光线追迹分析 X'`n>1z  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 GbSCk}>  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 <T}^:2G|  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 qX,q*hr-  
J$#T_4 )  
,8e'<y  
 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。 =W~7fs  
 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。 'Aq^z%|  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 |Xt.[1  
E_ wVAz3  
 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°。 I0m7;M7 P  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Sq5,}oT_{j  
4. 对准误差的影响：元件平移 @ap!3o8,9  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ui%#f1Iq
 
 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。 $ VT)  
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R  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1}d F,e  
Bgxk>Y  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 $e\s8$EO  
g88k@<Y  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $|~<6A{y  
c,a8#Og  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 0Y8gUpe3P6  
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。 )]fsl_Yq  
/HdXJL9B  
扩展阅读 \lbH   
1. 扩展阅读 Ok!P~2J  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 " .7@  
 开始视频- 光路图介绍 ]3 "0#Y  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 }F>RIjj  
 其他测量系统示例： eKiDc=@  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)