[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) K"zRj L+  
]IH1_?HgP7  
应用示例简述 0|ekwTx.  
[U:P&)  
1. 系统说明 k\Y*tY#2  
K%UjPzPWw  
 光源 erOj(ce  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ~-UO^$M-  
 元件 ]"'1-h91  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 [#%@,C  
 探测器 7bQST0?  
— 干涉条纹 i,rX.K}X  
 建模/设计 R&Ss ET.  
— 光线追迹：初始系统概览 o%*C7bU  
— 几何场追迹加(GFT+)： %<`sDO6Q
?  
 计算干涉条纹。 gHFQs](G.  
 分析对齐误差的影响。 5> !N)pA  
lUdk^7:M  
2. 系统说明 n. vrq-  
q2/kegAT  
qMw_`dC  
3. 建模/设计结果 _na/&J6  
_{n4jdw%(  
4. 总结 ,y@WFRsx  
~V0 GRPnI  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @"H7Q1Hg!*  
1jE {]/Y7&  
1. 仿真 #Jt1AV  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 H;0K4|I  
2. 计算
3p]\l ]=  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 g_0| `Sm  
3. 研究 p_vldTIW  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #CcEI  
"{Hl! Zq/  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 (}s& 84!  
LW#U+bv]Dq  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 <$ qT(3w<y  
Tp.: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。 q=*bcDu  
{R"mvB`  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 D5:|CMQ  
^]Q.V  
2. 说明：光源 Jp|eKZ  
nw#AKtd@x  
PPh<9$1\g  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Q pIec\a+  
 因此，相干长度大于1m =uEpeL~d;+  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ryqu2>(   
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 1/i1o nu}  
MNp4=R  
?zfm"o  
<"}t\pT]  
3. 说明：光源 &%g$Bi,G  
f>e0l'\  
`\'V]9wS  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 PF#<CF$=  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Af r*'  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 F_I
!qcEQ  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ya[f?0b0  
4. 说明：光学元件 k7
j[tB#  
r4<As`&  
FA := )  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 \En"=)A  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 1OqVV?oz  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 P00%EB  
 透镜材料为N-BK7。 EhW"s%Q  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 9XKqsvdS  
n5;@}Rai  
:{VXDT"  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 mU"Am0Bdjq  
(nXnP{yb
 
m*YfbOhs#  
 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)。 o^Lq8u;i*  
 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] Vw.)T/B_D  
&#KN"uPW  
6b$C/  
2 |JEGyDS-  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] f=VlOd  
6. 分光器的设置 oI'& &Bt  
o!U(=:*b  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 g$zGiqzMK  
7. 合束器的设置 l)~U8  
FP}I+Ys  
Ryh 0r  
 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。 :U=3*f.{  

qL`yaU  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ww[|| =  
fM|s,'Q1x  
 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)。 A?$-Uqb"  
Vh2uzG  
1. 结果：利用光线追迹分析 _0FMwC#DY  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ,zr,>^v  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ZJc{P5a1J  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 iH@u3[w  
l'@!'  
WPAUY<6f  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 %NJ0Y(:9(  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 D_[NzCv<-  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 N
~fE&@-  
(5,x5l]-N  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 /U0Hk>$~(  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 JbJ!,86  
4. 对准误差的影响：元件平移 IR$d?\O3  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 RAk"C!&^m  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 XjP&  
Pk;yn;  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 l6 }+,v@#  
hN~H8.g  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 pL} F{G.  
4b((,u$  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 UN
F\k1[  
>~]|o  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 IVZUB*wv)b  
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。 %3"3V1  
K*2s-,b *  
扩展阅读 j|`lOH8  
1. 扩展阅读 Mis B&Ok`k  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 3e47UquZ  
 开始视频- 光路图介绍 rXT?w]4  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍  S.B?l_d^  
 其他测量系统示例： TBQ68o  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)