[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) 3$YgGum  
UNc!6Q-.  
应用示例简述 etY/K0  
C)2Waj}  
1. 系统说明 y1DP`Ro  
7 S^iGe  
 光源 zP\n<L
5  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 9Q 4m9}  
 元件 3`9H  
— 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 XqD/~_z;  
 探测器 &"bcI7uGT  
— 干涉条纹 XY(3!>/eQ[  
 建模/设计 >BC?%|l  
— 光线追迹：初始系统概览 @=Kuo
IV  
— 几何场追迹加(GFT+)： a<CN2e_Z  
 计算干涉条纹。 E;l|I A/7  
 分析对齐误差的影响。 -7_`6U2"  
x"kc:F  
2. 系统说明 kj(Ko{  
{3RY4HVT?  
R-Y|;  
3. 建模/设计结果 rDNz<{evj  
-eKi}e  
4. 总结 :r^c_Ui  
]<z4p'F1%  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /I2RU2|B  
Vmj7`w&  
1. 仿真 OoKzPePWji  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 m>4jRr6sF  
2. 计算 np|3 os  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :[#g_*G@p  
3. 研究 p7b`Z>}  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 VV/6~jy0  
L(tA~Z"k  
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。 _is<.&f6  
J(*QtF  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 k/+-Tq;  
2ye^mJ17  
 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(@y#09  
?haN ;n6'  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Tjo K]
]  
}V.Wp6"S   
2. 说明：光源 ns_5
|*'  
8D[8(5  
ZM oV!lu  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 rM6^pzxe  
 因此，相干长度大于1m Q9X7-\n  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 1(C3;qlVD  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 $YvT* T$_  
eto3dJ!R  
TK.a6HJG  
2.)@u~^Q  
3. 说明：光源 g+8j$w}  
ra\Moy  
k)D:lpxv  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 O_8ERxj g]  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 *0ZL@Kw  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 fu|N{$h%X  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 6x KbK1W  
4. 说明：光学元件 a' "4:(L  
w[w{~`([",  

;2"#X2B  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 |He,v/r  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 -L>\58`  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ZN!OM)@:!  
 透镜材料为N-BK7。 -|^}~yOx0=  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 *z4n2"<l  
L
-_dq0T  
$3BCA)5:  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 =ECw'  
;=X6pK  
Vm.&JVb  
 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)。 j:D@X=|  
 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] y'?|#%D  
IuDg-M[  
5T,Doxo  
P;[
5#-e  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] {GDMix  
6. 分光器的设置 dsP|j(y  
Iu6KW:x  
 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 @AUx%:}0Y:  
7. 合束器的设置 !=C4=xv  
[^r0red  
jR7 , b5  
 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。 Izq]nR  
rDkAeX0  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 
-jsNAQ  
HM%n`1ZU  
 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)。 $2E n^  
]bO{001y,  
1. 结果：利用光线追迹分析 lJ@2N$w  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Ggy_ Ct
u  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 -e#YWMo(  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 !cnunLc`  
\7Hzj0hSi  
E>Ukxi1  
 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。 21GjRPs\  
 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。 V x1C4  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 P<GY"W+rR  
%Qc#v$;+J  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 }xTTz,Oj$  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 DG8]FhD^b  
4. 对准误差的影响：元件平移 tr"iluwGc  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Z!=/[,b  
 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。 a$Eqe_  
L>$yslH;b  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [oOZ6\?HB  
S!8eY `C.  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 i_ws*7B<  
?H1I,]Di  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 AbUPJF"F  
9F)v=  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 !q~s-~d^  
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。 %j=dKd>  
*A2J[,?c  
扩展阅读 ~PaD _W#xP  
1. 扩展阅读 #*q`/O5n  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 /_v5B>  
 开始视频- 光路图介绍 %lz\w{  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 _Hi;Y  
 其他测量系统示例： ]]@jvU_?kS  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)