[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) 7&U&E|  
8AL\ST51x"  
应用示例简述 O("Uq../3  
O)]v;9oER  
1. 系统说明 BMFF=  
<{Q'&T  
 光源 <41ZZ0<EwY  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 6B" egYv  
 元件 632
bN
=>  
— 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 /Vww?9U;  
 探测器 ?mv:neh  
— 干涉条纹 fThgK;Qy'U  
 建模/设计 w5,Mb  
— 光线追迹：初始系统概览 -Q"hZ9  
— 几何场追迹加(GFT+)： },@``&
e  
 计算干涉条纹。 W\cjdd  
 分析对齐误差的影响。 taWqSq!  
gb" 4B%Hm  
2. 系统说明 4w93}t.z  
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'.a)6  
[XR$F@o  
3. 建模/设计结果 {ci.V*:"  
[f/I2  
4. 总结 {tiKH=&J  
@'6"7g  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ztll}  
"ju'UOcS/  
1. 仿真 wT,R0~V0
 
以光线追迹对干涉仪的仿真。 !t#F/C  
2. 计算 vB'>[jvA|  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >jg0s)RA'  
3. 研究 !&^gaUa{  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;i<jhNA  
qv*7K@  
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。 JRaq!/[(  
i3$$,W!  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 r6Aneg7  
5GzFoy)j>  
 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。 ~f\G68c  
Z4b||  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 }H> ^o9  
[iP#VM-N  
2. 说明：光源 WKfkKk;G  
+]Zva:$#`
 
i1lBto[  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 X}ma]  
 因此，相干长度大于1m R%Y`=
pK>}  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ]6r;}1c  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ]`g@UtD9`  
CusF/>  
58Xzup_"  
tBbOY}.VD  
3. 说明：光源 ]:M0Kj&h  

E H:T  
i%m"@7.kk  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :Qt  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 D\dWt1n  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 EOj"V'!  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 "hxN!,DEZ  
4. 说明：光学元件 bNs4 5hDP  
@mP]*$00  
x!LQxoNF  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 a8k;(/  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 `{k"8#4:qA  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Hb} X-6N  
 透镜材料为N-BK7。 W!Hm~9fz  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 {9Y
+.46S  
Dl(3wgA  
q;g>t5]a  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 y;wx?1)  
XR2~Q)@  
MTg:dR_  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 9vUO
*D  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] 'm1N/)F  
^z1&8k"[^  
X+L) -d  
VVH.2&`I  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] [FA{x?vkf  
6. 分光器的设置 ~(!XY/0e  
&qpr*17T  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ]D[DU]K  
7. 合束器的设置 !tfb*@{;'  
MYJg8 '[j  
'o|30LzYgQ  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 L^2FQti>  
r.3/
F[.  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 S5~VD?O,  
+zXEYc  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 JlMT<;7\  
g?-lk5  
1. 结果：利用光线追迹分析 O+g3X5f+  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 yFDv6yJ.  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 I}Nd$P)>  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 L}@c
6fHG  
u[nyW3MZ  
(Yp+bS(PU*  
 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。 nF6q7  
 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。 ^Wxad?@  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Ee`1F#c  
PV|uPuz  
 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°。 64hk2a8  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 mM`wITy  
4. 对准误差的影响：元件平移 ]-ZEWt6lsc  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 311LC cRp  
 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。 J7r|atSk  
!rqF}d  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $<:E'^SAS  
CPNL 94x  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 KII
*az  
V(Ub!n:j  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 '1M7M(va  
3p0LN'q]A  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ]\7]%(  
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_s>N  
v\p;SwI  
扩展阅读 e{m2l2Tx:  
1. 扩展阅读 v
4C{<8:X  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 @)Ofi j  
 开始视频- 光路图介绍 um9_ru~  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 FQ=@mjh  
 其他测量系统示例： ]Dw]p!@  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)