[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) 6f?5/hq  
]r$S{<  
应用示例简述 REW *6:  
~kS~v  
1. 系统说明 Sl:Qq!  
6>%)qc$i  
 光源 UN`-;!  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) )U>
q><  
 元件 m qPWCFP  
— 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 1e'-rm F  
 探测器 16keCG\  
— 干涉条纹 P{)&#HXUVb  
 建模/设计 /cJ$` pN  
— 光线追迹：初始系统概览 j08G-_Gjn  
— 几何场追迹加(GFT+)： bo$xonV@y  
 计算干涉条纹。 Z]1~9:7ap  
 分析对齐误差的影响。 2"'0OQN0\  
|5F]y"Nb  
2. 系统说明 gA2Il8K  
AXH4jQw  
@H@&B`Kd  
3. 建模/设计结果 #8R\J[9  
HOsq _)K  
4. 总结 yh]#V"
W3  
qX0IHe
  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [bJ"*^M)  
Q6MDhv,  
1. 仿真 +C/K@:p  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 EqUiC*u8{I  
2. 计算 _:c8YJEG{  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 wI #_r_  
3. 研究 M_T$\z;,  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 |B)e!#  
Vhz?9i6|g^  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 5;>M&qmN  
^KF  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 NX@TWBn%  
Gw~
^6(Qu  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 T_[W=9  
6b-d#H/1Y  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 \&2GLBKpe  
Q'*-gg&)  
2. 说明：光源 "o<:[c9/  
3yr{B Xn  
L;,Nh  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 V F6OC4 K  
 因此，相干长度大于1m &ad9VB7  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 R@=ve %a-  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ? RB~%^c!  
BG-uKJ ^  
}C2I9Cl  
> :!faWX  
3. 说明：光源 WB6g i2  
7Q0M3m  
,":"Op61  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Lt@4F   
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ]v rpr%K  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 +3si=x\=/  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 oxPOfI1%]  
4. 说明：光学元件 bk2HAG  
SN?jxQ  
Z)P x6\?+  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 tI*u"%#t  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 DcSL f4A  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 K&BlWXT  
 透镜材料为N-BK7。 O5Yk=-_m  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 /:ma}qGy  
"!p#8jR^  
S &s7]  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 =bN[TD  
6\4oHRJC  
%lv2
;-  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 w]tv<U={  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] n_$l
RX5  
[xO^\oQa=c  
f@\ k_  
Z>o;Yf[  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] L9fhe,en  
6. 分光器的设置 %CF(SK2w  
]hF[f|V  
 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 *3S,XMS{O  
7. 合束器的设置 .g(yTA  
wA.YEI|CSj  
T-fW[][&$  
 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。
(}4tj4d  
;lW0p8  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Yx(?KN7V?  
o6xl,T%  
 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)。 hrU.QF8  
cFGP3Q4{  
1. 结果：利用光线追迹分析 swi|   
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 uPRusG4!R  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 c#u-E6  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 P~ffgzP  
ouVR[w>V  
KDRIy@[e  
 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。 >/1.VT\E  
 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。 {-Yp~HQF  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 lsJ'dS  
1@CI7j  
 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°。 !rTh+F*  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 /LuwPM  
4. 对准误差的影响：元件平移 RBt"7'  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ZzzQXfA#  
 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/tpuI  
d?b2jZ$r]  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p8Lb*7W  
g B+cU  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 `hM]5;0  
uZm<:d2%)  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qO&:J\d  
=ZzhH};aX  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ~}83\LI}  
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。 78dmXOZ'_h  
(tyo4Tz1  
扩展阅读 g 4Vt"2|  
1. 扩展阅读 f[%\LHq  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 e)!X9><J  
 开始视频- 光路图介绍 S3)JEZi  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 &Vnet7LfU  
 其他测量系统示例： {YK6IgEsJe  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)