[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) ih:%U  
hiR+cPSF  
应用示例简述 m]=G73jzO  
B]7QOf"  
1. 系统说明 ;4oKF7]  
waV4~BdL  
 光源 n1+J{EPH  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 9@Z++J.^y  
 元件 L`^v"W()  
— 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 )s 1 Ei9J  
 探测器 q>#P|  
— 干涉条纹 3i}$ ~rz]U  
 建模/设计 SnO,-Rg  
— 光线追迹：初始系统概览 _@|_`5W  
— 几何场追迹加(GFT+)： 0b,{4DOD  
 计算干涉条纹。 Z>@\!$Mc  
 分析对齐误差的影响。 yaX%<KBa\  
DshRH>7s8  
2. 系统说明 ?* dfIc  
`5~<)  
Qcs0w(  
3. 建模/设计结果 a9nXh6  
5hiuBf<  
4. 总结 h&{>4{  
3_ =:^Z  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =OA7$z[  
-f(<2i  
1. 仿真 jin?;v  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 `jDmbD +=  
2. 计算 -32.g\]  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :4238J8  
3. 研究 T=cb:PD{%  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 BQ~&gy{  
n8e}8.Bu  
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。 umiD2BRZ  
Tj=g[)+K  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 &4L+[M{J@4  
z*:.maq  
 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。 }KrZ6cG9#  
Wuji'sxTs  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *:,7 A9LY  
LZ~$=<  
2. 说明：光源 <.6$zcW  
K<Y-/t  
af7\2g3*  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 (KG>lTdN  
 因此，相干长度大于1m gCS%J40r  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 P1QGfp0-J  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ^`!EpO>k9  
j2{ '!  
R:DW>LB  
6~Xe$fP(  
3. 说明：光源 X?.LA7)CK  
E)l@uPA'1  
dCMWv~>  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 s|&2QG0'7  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 *YY:JLe  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 [mk!]r  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 }u..m$h  
4. 说明：光学元件 %!1:BQ,p,i  
4;d9bd)A  
1Q$Z'E}SK@  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 zc-.W2"Hu  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 MA:8gD  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Lv ,Ls  
 透镜材料为N-BK7。 <)(STo  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 eJ!a8
 
~A=Z/46*Z  
P/FO,S-V  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 jW+L0RkX  
s?*MZC  
nZM|8  
 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)。 SQbnn"  
 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] TNC,{sM  
SNd]c  
wBXgzd%L  
`795K8  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 5ff66CRw  
6. 分光器的设置 ;dYpdy  
2}Q)&;u  
 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 =jmn  
7. 合束器的设置 `+QrgtcEy4  
k^.9;FmQ  
u]ZCYJ>  
 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。 !g~xn2m$R  
,saf"Ed=  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Jj'~\j  
E$rn^keM  
 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)。 2,<!l(X  
p]#%e0  
1. 结果：利用光线追迹分析 @&2bLJJ+  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 z6R<*$4  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 4jrY3gyB
X  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 YXa^jFp  
@$;"nVZ4v  
^r$P&}Z\b  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 PhM3?$  
 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。 fN>o465I6  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 yHhBUpIo  
Z%MP:@z  
 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°。 l23#"gGb  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 e2%Y8ZJG.  
4. 对准误差的影响：元件平移 (3"V5r`*;  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 #f~#38_  
 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。 :NO'[iE  
5>JrTO5  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 O6;7'  
-mG3#88*  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 !B(6  
4RNB\D
 
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +kQ$X{+;8  
0\Qqv7>  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Q5/".x^@  
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。 Cjsy1gA  
.QzHHW4&0  
扩展阅读 3
ePG=^K^  
1. 扩展阅读 ]7-*1kL8=~  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 $AUC#<*C  
 开始视频- 光路图介绍 3xh~xE  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 U*=ebZno  
 其他测量系统示例： W :jC2,s!m  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)