[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) WOYN% 0#  
X}&Y(kOT  
应用示例简述 th{Ib@o  

;4`%?6%  
1. 系统说明 bHzH0v]:  
-8t&&fIA  
 光源 irGgo-x  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) cA!o xti  
 元件 i| *r/  
— 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 4L
&Rs;  
 探测器 rp!{QG  
— 干涉条纹 In#m~nE[M  
 建模/设计 Z. xOO|  
— 光线追迹：初始系统概览 [R/'hH5  
— 几何场追迹加(GFT+)： d{]2Q9g  
 计算干涉条纹。 :8lqo%5  
 分析对齐误差的影响。 e:|Bn>*  
>WY\P4)k  
2. 系统说明 (;++a9GK  
N[xa=  
C4eQ.ep  
3. 建模/设计结果 U%tpNWB  
R]TS5b-  
4. 总结 kfkcaj4l]  
p8E6_%Rw  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 tE:6  
H+VjY MvK  
1. 仿真 tI+P&L"  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 9Pdol!  
2. 计算 -W1Apd%>  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 SD1M`PI  
3. 研究 *<ww~^a  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 SbD B[O%  

"jP{m;p  
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。 Uc]sWcR  
5_Oxl6#  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 }(w9[(K  
V7,;N@FL  
 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。 Xm~N Bt  


91}kBj  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 B3@\Ua)  
Y i`wj^  
2. 说明：光源 `:fh$V5J>  
m+pFU?<|  
42.y.LtZ  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 HD8*>p.  
 因此，相干长度大于1m ,h* 'Cs04h  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 )t$o0!  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 b%UbTb,  

dC8,  
ITBa ^P  
$/$ 5{<  
3. 说明：光源 CdTE~O<)  
O|Y~^:ny  
T9-2"M=|<  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 xC-&<s  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 vptBDfzz  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 IF<<6.tz  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 5<h:kZ"S^g  
4. 说明：光学元件 E)Cdw%}
^  
1\%2@NR  
`(lD]o{,s
 
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 {7LN
QGiJ  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ,g{Ob{qT  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 tZ_D.syBAc  
 透镜材料为N-BK7。 ;hJz'&UWQ  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^;.&=3N,+  
V-w{~  
=4:]V\o):'  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ,O1/|Y
  
^y<8&ZFH  
) 0|X];sD  
 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)。 O <"\G!y~  
 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] -=a,FDeR  
cxn*!TwDs  
! ^TCe8  
roHJ$~q?  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] T6I$7F  
6. 分光器的设置 5PPaR|c3  
h0;R*c  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 o$KW*aDp  
7. 合束器的设置 7s}Eq~  
L_Lhmtm}m  
I9O%/^5^[w  
 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。 -~WDv[[  
<@J0 770  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 F`RPXY`ux  
#Mrc!pT]xy  
 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)。 -5d^n\CDK  
4-JyK%m,0  
1. 结果：利用光线追迹分析 F8d:7`lO@/  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 JNxrs~}  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Qk]^]I  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 g&?{^4t]  
n+SHkrW  
Oe"nNvu/  
 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。 cE+Y#jB  
 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。 qcGsx2  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 G:i>MJbxT  
BY`vs+]XY  
 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°。 }}gtz-w  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 s&F& *5W  
4. 对准误差的影响：元件平移 ^!*nhs%  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 x<\5Jrqt  
 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。 I T?~`vi  
pmgPBiU>  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jAak,[~;  
lkJ"f{4f  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 i>%A0.9  
W=\4
5BJ  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 kV@?Oj.&I,  
eNu]K,rT  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 V2>+s y  
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。 U%rq(`;  
Fuy"JmeR  
扩展阅读 N<^)tR8+  
1. 扩展阅读 &.[I}KH|B  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =2e{T J/  
 开始视频- 光路图介绍 _@OS,A  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 Hd57Iw  
 其他测量系统示例： ,ut7`_Fy  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)