[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) uw>O|&!  
7H!/et?S,  
应用示例简述 ,*MAteD  
CyXFuk!R  
1. 系统说明 ,$A'Y  
}p|S3/G?$!  
 光源 O3KTKL]  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) JG/Pc1aK  
 元件 :}*  
— 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 $s]vZ(H  
 探测器 )sZJH9[K  
— 干涉条纹 c$P68$FB  
 建模/设计 OC=g 1  
— 光线追迹：初始系统概览 1Wr,E#+C  
— 几何场追迹加(GFT+)： &m=73RN  
 计算干涉条纹。 n4sO#p)'  
 分析对齐误差的影响。 KBOp}MEz  
H~:EPFi.(  
2. 系统说明 {3`cSm6c  
1tIJ'#6
 
67b w[#v  
3. 建模/设计结果 nr]:Y3KyxX  
NpLZ ,|H  
4. 总结 9_-6Lwj6t  
!*e1F9k  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s C>Oyh:%!  
iu.v8I;<  
1. 仿真 cw3j&k  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 >r\q6f#J4  
2. 计算 ~YRG9TK  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ? FlQ\q  
3. 研究 giYlLJA*}  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 (Cb;=:3G  
MSaOFv_Q  
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。 H@!]5 <:9  
XY^]nm-{I  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 .]w=+~h  
rU9z? (  
 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。 y|/[;  
'\M]$`Et  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 alH6~  
/b7]NC%  
2. 说明：光源 |/;;uK,y  
43?uTnX/  
,GF]+nI89  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Ge7Uety  
 因此，相干长度大于1m H<9_BA?  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 4;*
jE (  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 N 9W,p2  
bH.SUd)  
\q@Co42n\  
0bG#'.-  
3. 说明：光源 C#LTF-$])  
'*B%&QC-  
[vqf hpz  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ^r~O*  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 v{SZ(;  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 +rJDDIb  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 " GY3sam  
4. 说明：光学元件 Ihp Ea,v)  
eLIZ<zzW0}  
x[=,$;o+  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 E7q,6f3@r  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 *ze,
X~8-  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 y$+=>p|d.^  
 透镜材料为N-BK7。 Re+oCJ  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 D"gv:RojD  
DwGRv:&HH  
iG#92e4  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 U(gYx@   
=QK ucLo  
Rl&nR$#  
 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)。 NL,6<ZOon,  
 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]
A4g,)  
%l?*w~x  
PeIKx$$Kl{  
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e*um^  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] EU Z7?4o  
6. 分光器的设置 jx{ fel  
$_3)m  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 h$mGawvZ~  
7. 合束器的设置 *R}p9;dpO  
SAiaC _  
jvxCCYXR  
 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。 Fi/`3A@68  
&@FufpPw/  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 P%ThW9^vnj  
Y9I|s{~  
 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)。 KrR`A(=WL  
F"cZ$TL]  
1. 结果：利用光线追迹分析 qHgzgS7a  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 R13V}yL  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 $&!|G-0'  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 #l
h' !  
3,EtyJ3[Bh  
-BSO$'{7  
 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。 Khl0~  
 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。 2I|lY>Z  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 M)U)Sc zHO  
g6+5uvpd  
 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°。 Nf)SR#;  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。  [aG   
4. 对准误差的影响：元件平移 zKI1  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 R#i`H(N  
 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。 0dQ\Y]b  
YI;MS:Qj  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 c$lZ\r"  
unNN&m#@  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 JNT|h zV  
_h`4`r  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ZmycK:f  
2R ^6L@fw  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9Fw NX  
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。 #2lvRJB  
8C?E1f
H\  
扩展阅读 +~*e B  
1. 扩展阅读 F>5b[q6~4  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。
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 开始视频- 光路图介绍 $Yp.BE<}  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 $e{[fmx  
 其他测量系统示例： bvHQ#:}H  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)