[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) $?W2'Xm!V  
G1jj:]1  
应用示例简述 i \
NV<I  
Ny7*MZ-  
1. 系统说明 /Z?o%/bw:  
=U*D.p*%f  
 光源 vc"!3x-G*  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) kqih`E9P7B  
 元件
nQOdM#dP  
— 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 $T3_~7N  
 探测器 HBe*wkPd  
— 干涉条纹 xSD*e 0  
 建模/设计 asYk#;z\"  
— 光线追迹：初始系统概览 i,ZEUdd*_  
— 几何场追迹加(GFT+)： uFSU|SDd.  
 计算干涉条纹。 }#D=Rf?2\P  
 分析对齐误差的影响。 >R]M:Wx  
082iEG  
2. 系统说明 {DP9^hg  
k)7i^1U  
1Zc=QJw@  
3. 建模/设计结果 7P3pjgh  
'(B -{}l  
4. 总结 !gW`xVGv  
QG?!XWz  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 -(?/95 Y  
9pnOAM}  
1. 仿真 *nU5PSs  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Lp:VU-S  
2. 计算 %]I#]jR  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &6OY^6<  
3. 研究 :a/rwZ[r  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 QGfwvFm  
VnW6$W?g  
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。 <}[ !k<  
c6vJ;iz  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 8d5#vm  
{rMf/RAE  
 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。 zGU MH7 M  
rd0Fd+t/  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。
PI%l  
kbb!2`F!%  
2. 说明：光源 *O'|NQhNx>  
0=HB!{@  
kl:/PM^  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。
G 0pq'7B  
 因此，相干长度大于1m 05ClPT\BCr  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。
nD/B:0'  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 K Ha,6X  
 DlCN  
1W>/4l  
K>.}>)0  
3. 说明：光源 9~Sa7P  
el5Pe{j'  
@Ik5BT  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 wT!?.Y)aj  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 3HtM<su*h  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 &_Cc  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ,YM=?No  
4. 说明：光学元件 gWU#NRRc  
0(+<uo~6p1  
}Y!V3s1bm  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 |GQq:MB;z  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 &cyB}Gv  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 DD
mC3  
 透镜材料为N-BK7。 (ww4(  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 2i6=g<  
yWZ_  
A94:(z;{  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 :|5 m"X\  
NqF*hat  
ek5j;%~g1  
 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)。 hd'
QMr[;  
 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] Zex~ $r  
<#BK(W~$  
aK6dy\  
31^/9lb  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] -n"f>c_{>  
6. 分光器的设置 (^B1Kt!<  
YkFLNCg4}  
 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 R-pON4D"*  
7. 合束器的设置 yj_/:eX  
KF
*F  
aO1.9!<v  
 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。 7<70\6  
Ma?uB8o+~  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 bl!
pKOY  
2UYtEJ(?`{  
 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)。 {nSgiqd"28  
uHquJQ4  
1. 结果：利用光线追迹分析 [r7Hcb  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Yqh-U%"'  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 k2->Z);X  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 t5l<Lm)  
8?L-3/  
zhow\l2t}  
 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。 1H">Rb30@  
 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。 oAN,_1v)  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 .&]3wB~  
#QlxEs#%  
 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°。 E5S(1Z}]p{  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 .DwiIr'  
4. 对准误差的影响：元件平移 i885T'  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 `@\FpV[|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。 PQ!'<  
0?FJ~pu  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7C2Xy>d~  
of7'?]w  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 '$yy  
p79QEIbk=  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 a>#$&&oQ0  
5<GeAW8ns]  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 g;
R  
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。 C4X3;l Z%S  
%eHr^j~w$  
扩展阅读 r!{i2I|  
1. 扩展阅读 p{qA%D  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #Z]Cq0=  
 开始视频- 光路图介绍 #l)o<Z  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 NV{= tAR  
 其他测量系统示例： R^@`]dX$  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)