[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) f9W:-00QD  
<qwf"Ey  
应用示例简述 e@Lxduq  
IT1YF.i  
1. 系统说明 n^Ca?|} ,  
_^r};}-}  
 光源 6OAs%QZ  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) d
+ jX49Vt  
 元件 ^$K&Met  
— 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 UqOBr2UmG  
 探测器 STp9Gh-  
— 干涉条纹 V4n~Z+k  
 建模/设计 C9!t&<\}  
— 光线追迹：初始系统概览 kAQ(8xV  
— 几何场追迹加(GFT+)： )*~A|[  
 计算干涉条纹。 hMa;\k  
 分析对齐误差的影响。 9 {&g.+  
;=Ma+d#  
2. 系统说明 H<(F$7Q!\  
EtKq.<SJ  
n#lbfN 4  
3. 建模/设计结果 X0G,tl  
m/KaWrw/)  
4. 总结 2:*15RH3  
Mu
\V3`j  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 yQ$irS?  
S,c{LTL  
1. 仿真 L ;L:  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 [';o -c"!  
2. 计算 %Mda<3P  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 o,*m,Qc  
3. 研究 qGk.7wf%  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ZnEgU}g<2  
 b`jR("U  
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。 Ew/MSl6}  
A{+/$7vek  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 sL$sj|"S  
WqeWjI.2  
 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。 uY]';OtG  
\p4*Q}t  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *k{Llq  
OrkcY39"~a  
2. 说明：光源 h4hAzFQ.s  
aTvyzr1  
)Te\
6qM  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 MhMiSsZ  
 因此，相干长度大于1m N[_T3
(  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 |! 9~  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 S7+>Mk  
imM!Me 0TE  
ht-'O"d:  
xWxHi6U(  
3. 说明：光源 E{,WpU  
k79OMf<v  
-H60T,o  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 v;(cJ,l  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 +~V%R{h  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ygz2bHpD~  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 XJ7B
?Zg  
4. 说明：光学元件 OxJHhF  
EXSH{P O+  
&lzY"Y*hA0  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 If&))$7u  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 zA#pgX[#  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 qz`-?,pF  
 透镜材料为N-BK7。 $.tT  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Es[3Ppz  
aj?ZVa6  
|j+JLB  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 =c6d$  
G? SP
z  
)u(,.O[cw  
 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]*y
o  
 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] ~BI`{/O=  
(Nzh1ul\}  
}0&Fu?sP  
3ML^ dZ'  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
^@x&n)nzP  
6. 分光器的设置 v}!lx)#  
=sWK;`  
 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 T$kuv`?  
7. 合束器的设置 TFHYB9vV  
BD"Dzq  
2z;nPup,  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 D&fOZVuqZ  
OIFjc0  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 xjp0w7L)J  
O C;~ H{  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 OTYkJEC8\N  
m2m ;|rr  
1. 结果：利用光线追迹分析 hGKQK ^bn  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 %Ja0:
e  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 h8WM4 PK  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 uBG!R
#T  
jct=Nee|  
z$QoMq]  
 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。 8A0a/ 7Lj  
 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。 P:Q&lnC  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 l>|scs;TI  
$mT)<N ;w  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 sC"w{_D@*4  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 fbM>jK  
4. 对准误差的影响：元件平移 # ,H!<X;SS  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 _k}Qe;  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _rSwQ<38>  
P*[wB_^&UP  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 E 6#/@C,  
[kkhVi5;A  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 LT)I ?ud  
InL_JobE8r  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 N~b0b;e  
+b_[JP2  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 jBEW("4R  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 `s69p'<;p  
S5gBVGh  
扩展阅读 
I\Y N!  
1. 扩展阅读 ,+d8   
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 %$Fe
[#1  
 开始视频- 光路图介绍 [zl4"|_`  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 'PrBa[%  
 其他测量系统示例： hKg +A  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)