[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) {+hABusq  
U(y
8nI]  
应用示例简述 FEu"b@v  
<3BGW?=WP  
1. 系统说明 sV,Yz3E<u$  
)5~T%_  
 光源 q%])dZ!lE  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) /X.zt `  
 元件 Od~uYOL/B  
— 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 V<S6a
  
 探测器 te-xhJ&K  
— 干涉条纹 ~SBb2*ID  
 建模/设计 qzbW0AM[M  
— 光线追迹：初始系统概览 ZAn @NA=  
— 几何场追迹加(GFT+)： S,6/X.QBv  
 计算干涉条纹。 TG$#aX\'  
 分析对齐误差的影响。 re[5lFQ~Z  

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s  
2. 系统说明 ZBpcC0 z  
8Lx/ZGy  
zY:3*DiM  
3. 建模/设计结果 \]f+{d-&  
g]: [^p  
4. 总结 1m"WrTen  
rIcgf1v70  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 T^|k`  
eZ(ThA*2=t  
1. 仿真 S._2..%G  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 z6@8IszU  
2. 计算 v:4j3J$z  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !;,\HvEZYw  
3. 研究 }6-olVg  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 NT5=%X]  
X;W
0r5T  
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。 :FI D,  

ljZRz$y  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 |Qcz5M90e  
uxD3+Q  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 
U&BCd$  
PY7H0\S)  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 __9FQ{Ra  
x6R M)rr  
2. 说明：光源 e`g+Jf`AT  
?j/FYi  
i8e*9;4@  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 g&y (-  
 因此，相干长度大于1m rHw#<oV  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ?V!5V
Ha  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 k*N!U[]  
i;9X_?QF  
6?[P^{GpH  
G3^<l0?S  
3. 说明：光源 yZNG>1N  
b-VtQ%Q  
zTB&Wlt  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 (+(@P*c1  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #tu>h  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 )S+fc=  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 b_nE4>  
4. 说明：光学元件 J1I,;WGf  
=9ff983  
a r8iuwfZ  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 H5Eso*v@  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 xAd@.^  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ?lD)J?j  
 透镜材料为N-BK7。 .o`Io[io  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 #'1dCh vZ  
;: _K,FU  
TSewq4`K  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 xkRMg2X.>9  
rz_W]/G-P  
 :2nsi4  
 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)。 1Mp-)-e  
 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] Sk7R;A  
H@@ 4n%MK  

1-E6ACq  
_:Xmq&<W  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] b/a\{  
6. 分光器的设置 *tj(,:!  
[(x<2MTj  
 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 ZAfuW^r  
7. 合束器的设置 GgY8\>u  
hJ ^+asr  
C5V}L
  
 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。 BM?!?  
03 gbcNo  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 /5Qh*.(S  
}~zDcj_  
 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)。 yC
1OeO8{  
9#U]?^DJ@  
1. 结果：利用光线追迹分析 nu+K N,3R"  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 8WQ#)  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 aXj UDu7  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 wJ2cAX;"  
&v .S_Ym  
Z(|$[GZP[  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 YSGE@  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 jw{N#QDh  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 QD!NV*  
f> Jj5he/  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 dQ{qA(m  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 hOk
9y=  
4. 对准误差的影响：元件平移 2{=D)aC$f  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ~*1>)P8]#  
 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。 vVo'f|fW  
gq+0t  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 b>p_w%d[[J  
lfM vNv  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 1 jB0gNe  
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5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0'*{BAWx  
m   uO.  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #1$4<o#M  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 g^A^@~M  
/Q@4HV  
扩展阅读  DlCN  
1. 扩展阅读 1W>/4l  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 K>.}>)0  
 开始视频- 光路图介绍 9~Sa7P  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 YQ:$m5ai  
 其他测量系统示例： @uyQH c,V  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)