[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) {a\O7$A\F  
k{;"Aj:iL  
应用示例简述 >A5R  
-G e5gQ=  
1. 系统说明 X,n4_=f  
$h`(toTyF  
 光源 px %xoY  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) {e\Pd!D?|  
 元件 gKeqf-UWKJ  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 8]skAh  
 探测器 ,(dg]7  
— 干涉条纹 v".q578 0B  
 建模/设计 ,yus44w[  
— 光线追迹：初始系统概览 1rKKph  
— 几何场追迹加(GFT+)： eQu%TZ(x-$  
 计算干涉条纹。 >J[Bf9)>  
 分析对齐误差的影响。 Se<]g$eK?5  
XTEC0s"F  
2. 系统说明 .) uUpY%K^  
4YDK`:4I~  
PtCO';9[  
3. 建模/设计结果 g\S@@0T{0  
gNF8&T  
4. 总结 ^`~M f  
I$/*Pt];  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +^ a9i5  
z%$ E6Im  
1. 仿真 ~\kJir  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 DX GClH  
2. 计算 R,R[.2Vi  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5v <>%=  
3. 研究 )]WWx-Uf'  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 U/F<r3.`#  
$2B_a  
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。 cKuU#&FaV  
x{{QS$6v  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ddvSi6  
o#3?")>|  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 uT'_}cw  
:W]?6=  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 VH[r@Pn  
K*iy^}  
2. 说明：光源 #:C;VAAp  
3D_Ky Z~M+  
f0p+l-iEv  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 !<r+h,C  
 因此，相干长度大于1m X8~dFjhX  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 >dKK [E/[d  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 j1_ E^  
7pMl:\  
r@N 0%JZZ  
!wiW#PR  
3. 说明：光源 h'VN& T,  
=|>CB  
:$k':0 n  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 uD4=1g6[s  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 1Vq]4_09g1  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 VD}8ei  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 }$M 2XF  
4. 说明：光学元件
iEx
.BQ
+  
HT]W2^k  
m|q?g
X9R  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 kwxb~~S}h(  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 HQHFD0hv  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 n\d`Fk  
 透镜材料为N-BK7。 *Q2;bmIc  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 tHNvb\MR$  
<$\vL  
v*Tliw`-U  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 z_%G{H+:l  
Jf\lnJTyU8  
+mRFHZG  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Bz}Dgbb  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] lfjY45
=  
*M5: \+  
{ 3``To$  
!0ly1T 9  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ;>^oe:@  
6. 分光器的设置 TU ]Ed*'&  
{\-rZb==F2  
 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 tX;00g;U.  
7. 合束器的设置 \s<7!NAE4  
IV{,'+hT  
36>pa  
 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。 
IOA"O9;  
,h21 h?6  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 _^4\z*x  
?DcRD)X  
 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)。 CU=}]Y  
4)D#kP  
1. 结果：利用光线追迹分析 `(A6uakd  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 (H*-b4]/  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 [% chN/  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 W-wy<<~
f  
H <CsB  
*]2LN$  
 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。 xsK{nM6g  
 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。 .0]4@'  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 l@`D;m  
'!`%!Xg  
 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°。 ps0wN%tA  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 +3.Ik,Z}zq  
4. 对准误差的影响：元件平移 2mL1BG=Yk  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 >}QRMn|@H  
 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。 tq=1C=h  
f@l6]z{.L  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :0o $qz2  
&d`T~fl|  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 /nXp5g^6(  
AoHA+>&U  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 n<MMO=+bg  
A(duUl~  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Hv%(9)-8  
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。 }GvoQ#N  
;SQ<^"eK  
扩展阅读 C%d 4ItB >  
1. 扩展阅读 8xhXS1  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 $;un$ko6%  
 开始视频- 光路图介绍 j&E4|g (  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 dJ\6m!Mp  
 其他测量系统示例： /H.QGPr  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)