[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) @3fn)YQ'  
_AV1WS;^^8  
应用示例简述 z"D.Bm~]  
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1. 系统说明 b[z]CP  
a`Gx=8  
 光源 l1ZY1#%j  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) NmK8<9`u  
 元件 ]# t6Jwk  
— 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 0CSv10Tg  
 探测器 %h1N3\y9i(  
— 干涉条纹 l4T7'U>`  
 建模/设计 80A.<=(=.  
— 光线追迹：初始系统概览 r&-m
=Kk$  
— 几何场追迹加(GFT+)： aA7=q=  
 计算干涉条纹。 Bq/:Nd[y  
 分析对齐误差的影响。 ~['Kgh_;  
\~P=U;l=pO  
2. 系统说明 yH][(o=2  
f7Ul(D:j\  
NM)k/?fA  
3. 建模/设计结果 ]weoTn:  
hdTzCfeZ5@  
4. 总结 t|t#vcB  
aq7~QX_0G  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !w BJ,&E  
#plY\0E@  
1. 仿真 $mF_,|  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 j}b\Z9)!  
2. 计算 a>\vUv*  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8* Jw0mSw  
3. 研究 1+?^0%AC  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Bc3:}+l  
s3Cc;#  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 -i-?.:  
!3T&4t  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 mf'V)  
h gJ[LU|>  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 f6$b s+oP  
<w3!!+oK"  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _X?^Cy  
\9-"M;R.d  
2. 说明：光源 8,dBl!G=  
$XoQ]}"O  
GfC5z n>  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 "`N-*;*W  
 因此，相干长度大于1m )8
g(:`w  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ]qhPd_$?D'  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 +SJd@y@fR  
jt+iv*2N>  
hB{jUP)";  
:6$>_m=i  
3. 说明：光源 1?Z4K/  
#m={yck *  
tBpC: SG  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 *hcYGLx r  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 >M&3Y XC  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 P;4w*((} ~  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 fFQ|T:vm  
4. 说明：光学元件 k5]j.V2f  
iYC9eEF  
.bio7c6  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Hc`A3SMR  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ,0LU~AGe   
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 B#9{-t3Vf  
 透镜材料为N-BK7。 =hl}.p  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 4[N^>qt =  
}f2r!7:x  
orb_"Qw  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )p*}e8
L  
H/}]FmjN  
.YuJJJv  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 r7qh>JrO  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] .ji_nZ4.+  
1)Zf3Y8  
@V!r"Bkg.  
_o8?E&d  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 1@$Ko5  
6. 分光器的设置 ZRYEqSm  
zl`h~}I  
 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 vx4+QQYP  
7. 合束器的设置 K<>sOWZ'S  
&4_qF^9J  
\QB;Ja
_  
 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。 0iJue&  
33}oO,}t,  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 C`q@X(_  
]LM-@G+Jz  
 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)。 G+F:
99A  
Tyck/ EO  
1. 结果：利用光线追迹分析 GAAm0;  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Nv"EV;$  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 G%Lt.?m[  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 B-r0"MX&  
ccL~#c0P7  
[pM V?a[  
 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。 Gw1@KKg  
 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。 +$Rt+S BD  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 MuSUKBh
M  
AQ='|%  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 R=KQ  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 iJ~Vl"|m  
4. 对准误差的影响：元件平移 2;?I>~  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 qcT'nZ:  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ,\@O(; mF  
bAx?&$  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Y5j]Z
^^v  
v~Y^
r2  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 !Xph_SQ!B=  
*Aa?yg:=  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 b3VS\[p  
C/-63O_  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 l\n@cQR  
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。 `Ry]y"K  
]EpWSs!"g  
扩展阅读 nb>7UN.9  
1. 扩展阅读 9WR6!.y#f  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 CH<E,Z C1T  
 开始视频- 光路图介绍 1u9LdkhnY  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ?)#5X_V-q  
 其他测量系统示例： {.?/)  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)