[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) w8`B}Dr23  
({cWb:+r  
应用示例简述 m!3D5z]n9  
4Zn [F^p  
1. 系统说明 1aPFpo!  
60WlC0Y~u  
 光源 #wsi><7   
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ` ^;J<l  
 元件 #S[Y}-]T  
— 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 Th$xk9TK^@  
 探测器 )&%Y{a#  
— 干涉条纹 |*l^<==  
 建模/设计 ('o}EoXS  
— 光线追迹：初始系统概览 w
U"
w  
— 几何场追迹加(GFT+)： b)r;a5"<5  
 计算干涉条纹。 n"@){:{4?  
 分析对齐误差的影响。 Ny2bMj.o  
3jHE,5m  
2. 系统说明 uXb}oUC  
qI<c47d;q  
a;\a>N4  
3. 建模/设计结果 O,#,`2Qc  
JkKbw&65  
4. 总结 gLK0L%"5  
tqjjn5!  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }]^/`n  
-vc ,O77z"  
1. 仿真 B;2#Sa.  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 N1"bH~  
2. 计算 FU;a {irB  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 o'8%5M@  
3. 研究 +{#Z^y6&  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;j+*}|!  
XD80]@\za  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 n(CM)(ozU  
c{qTVi5e  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 We'=/!  
lI@Z)~  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 }vg|05L  
OF:0jOW  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 v9(N}hoP  
bfkFk  
2. 说明：光源 -OnKvpeI  
fA=Lb^,M  
ID,os_ T=  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Dj6^|R$z&  
 因此，相干长度大于1m
_qh\  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 =5uhIU0O  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 LLMGs: [  
}G!'SZ$F 5  
s!1/Bm|_T  
C:f^&4 3  
3. 说明：光源 2X(2O':Uc  
B[2t.d;h  
R[TaP7n  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 "W_E!FP]r  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 xn)F(P 0kv  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 /AYq^  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 fd62m]X  
4. 说明：光学元件 RN;#H
_ q  
_ozg=n2(  
x@:98P  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 tCGA3t  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 }r"E\~E  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 NGEE'4!i7T  
 透镜材料为N-BK7。 > kwhZ/x  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 )QmmI[,tq  
(&, E}{p9  
OC\cN%qlw  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 u;b6uE  
$XKUw"%  
S(rnVsW%Ki  
 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)。 ~4c,'k@  
 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] C;9P6^Oz  
>:0N)Pj  
n*G!=lMji  
r]kks_!Z  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] f/Z-dM\e  
6. 分光器的设置 *Tmqs@L  
TPY&O{q  
 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
0/cgOP!^  
7. 合束器的设置 !A14\  
kHQn'r6  
5bol)Z9BO  
 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。 t*Z-]P  
r\y\]AmF
 
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ")NQwT}  
BL%&n*&  
 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)。 psS
^  
9N|JI3*41  
1. 结果：利用光线追迹分析 NVDIuh  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ")fgQ3XZ  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 a&`^M  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 SO~pe$c-  
j",*&sy  
TETfRnm  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 [yRqSB  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 Aiqb*v$  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 [ .3Gb}B  
#!rH}A>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°。 cc"<H}g>`  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 i_I`  
4. 对准误差的影响：元件平移 f_:>36{1^!  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 "`w*-O  
 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。 F[fs^Q6S$  
XW{cC`&  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }E)t,T>  
ycWY.HD  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 F<)f&<5E-  
rPHM_fW(O@  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 swh
tlc@@  
cr^R9dv  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 lI5>d(6p  
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。 q?f-h<yRQ  
@*$"6!3s5  
扩展阅读 #;"lBqxY`  
1. 扩展阅读 `Cu9y+t  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ork{a.1-_w  
 开始视频- 光路图介绍 8#Y_]Z?)  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 a$LoQ<f_  
 其他测量系统示例： ?W&a
jH_T  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)