[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) 3BSZz%va  
! u@JH`  
应用示例简述 wf_ $#.;m  
J1w,;T\55  
1. 系统说明 8g {;o7  
67Ev$a_d"  
 光源 %\L{Ud%7  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) jx}7/  
 元件 ?pWda<&  
— 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 rZ&li/Z
 
 探测器 pfR~?jYzm  
— 干涉条纹 `!xI!Y\  
 建模/设计 6rM{r>  
— 光线追迹：初始系统概览 RivhEc1h%  
— 几何场追迹加(GFT+)： EE*|#  
 计算干涉条纹。 Qxfds`4V9i  
 分析对齐误差的影响。 1vYa&!  
,$Cr9R&/  
2. 系统说明 NHcA6y$Cz  
/9,y+"0SQz  
C`-CfZZ  
3. 建模/设计结果 &dPI<HlM  
Cj=_WWo  
4. 总结 FOhq&\nkU  
dsOt(yNo  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %)Z,?DzZ  
+R7pdi  
1. 仿真 /Ny#+$cfk  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 N_G84wxx  
2. 计算 c D.;  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 wD/jN:  
3. 研究 '#>Fe`[  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Yr\quinLL  
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)0|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。 hkRqtpYK  
WM%w_,Z  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 "Th;YJu  
7jHrLsB  
 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。 &-!$qUli  
BSy{"K*M  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。  :YPi>L5  
FAdTp.   
2. 说明：光源 F'"-aB ~  
j\NCoos  
"3'a.b akw  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 hgbf"J6V8  
 因此，相干长度大于1m v2a(yH  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ^y%8_r&  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 {?q`9[Z  
I_e7rE0`  
HXX9D&c4R  
&M tF  
3. 说明：光源 @ 'c(q=K;  
C+>mehDC_G  
Z78i7k}  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 CpK:u! Dn  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 JpZ_cb`<E'  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Y]^*mc0fE  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 XfflD9M  
4. 说明：光学元件 Anqt:(  
Y;i
I=U  
O S#RCN*  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 LK!sk5/  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 |`pBI0Sjo  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 K:% MhH-  
 透镜材料为N-BK7。 9I`0`o"A  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 I8 [ *  
}gFa9M<  
nE?:nJ|%E  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 y
Mzy!b Ky  
;#+I"Ow  
)T?BO  
 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)。 xFJT&=Af W  
 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] v;-0^s/P  
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IWm@pfC+g  
-ik=P]?  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] AZ4
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6. 分光器的设置 .3jijc j  
Dx=RLiU9  
 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 0M)\([W9&  
7. 合束器的设置 2pvby`P4  
tOte[~,  
xi
4b;U j  
 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/WDAO?d  
m-a':  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 I+ 3qu=  
WnU2.:  
 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)。 q&O9W?E8dG  
^UhqV"[7k  
1. 结果：利用光线追迹分析 f`K#=_Kq7  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 VC_F Cz  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 k {vd1,HZ  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 IP-M)_I
  
b6H7>x
 
nr8#;D  
 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。 8e ?9:VM]  
 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。 2^75|Q  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 %rf6>  
#;lEx'lKN  
 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°。 M?;YpaSe+  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 S6C D
K:  
4. 对准误差的影响：元件平移 .W$9nbly  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 @MoCEtt  
 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。 &j/,8 Z*  
PR AP~P&^  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7q 5 \]J[  
uZ@qlq8  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 [} d39  
lPC{R k.\C  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ^^24a_+2  
-UAMHd}4  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 DHyQ:0q  
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。 ftRdK>a D  
\}<J>R@  
扩展阅读 ^y93h8\y  
1. 扩展阅读 R<hsG%BS(D  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 &B1!,joH~  
 开始视频- 光路图介绍 ar'VoL}  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 
MSp)Jc  
 其他测量系统示例： 7|bBC+;(  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)