[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) 3 Q%k(,  
51;%\@=  
应用示例简述 Mpl,}Q!c  

\qd)l  
1. 系统说明 B+q+)O+  
[,szx1  
 光源 j C1^>D  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 4Uy>#IL  
 元件 +Tc(z{;  
— 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 <+1w'-  
 探测器 d(B;vL@R2V  
— 干涉条纹 *,XJN_DKj  
 建模/设计 !
)*T  
— 光线追迹：初始系统概览 g2b4 ia!L  
— 几何场追迹加(GFT+)： n
Ka;FaJ  
 计算干涉条纹。 @Q1F#IU  
 分析对齐误差的影响。 CbvL X="%  
/$4?.qtu  
2. 系统说明 yI)fu^  
6;c{~$s~[  
yar IR|  
3. 建模/设计结果 `kT$Gx4x  
="TOa"Zk  
4. 总结 xfV2/A#h  
kC#B7*[RM  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 h|>n3-k|p  
laL4ez  
1. 仿真 Yiw^@T\H`  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 *l8vCa9Y  
2. 计算 $MEbePxe  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ] j?Fk$C  
3. 研究 ~hw4gdtS  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 XV9'[V  
>v4~:n2D  
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。 M@z/gy^  


z+B  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 dz.MH  
kK6>>lD'  
 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。 xF>w r r  
J#;m)5[ a%  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 jQlK-U=oi  
u=i^F|  
2. 说明：光源 2"K~:Tm#w  
G8c}re   
T`DlOi]Z_  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 VrL>0d&d  
 因此，相干长度大于1m _)H+..=  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Xg#([}b  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 (Q}ijwj  
ng6p#F,3  
,>%r|YSJ)  
q&S.C9W  
3. 说明：光源 H;te)km}  
-~aEqj#?  
;rdLYmmx^  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 |#kf.kN  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ]h8V{%H  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Yx/~8K_%M?  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 .F|WQ7Mu  
4. 说明：光学元件 TBp5xz`  
A
UpC HG7  
JKbB,  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Mo=-P2)>lt  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 U,(+rMeY0  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 74OM tLL$  
 透镜材料为N-BK7。 O|m-k0n  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Nr+1N83S}  
@Ec9Do>  
LJ#P- `!{&  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 LA Vgf>  
Vjd =F.V+  
&y?B&4|hM  
 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)。 #-,`4x$m|  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] o~
>go_Y  
b=l}|)a  
C#
0Wo  
^}L$[P  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] AVZ@?aJgF  
6. 分光器的设置 " <AljgF  
=Z
$6+^L  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 U#4W"1~iX  
7. 合束器的设置 =w>QG{-N  
l<6/ADuS  
Uij$ eBN  
 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。 (*gpa:Sc  
m%3Kq%?O  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 F,:VL*.5kJ  
"YZ`g}sG  
 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)。 9]\vw  
;_ton?bF  
1. 结果：利用光线追迹分析 g5[3
[Z(.  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 O}V2>W$  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Q4*cL5j  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 WI3!?>d  
"$Q Gifb  
DK1)9<  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 v0sX'>f  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 jL$X3QS:  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 x.RZ!V-  
C5z4%,`f  
 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°。 70~]J8T+u  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 <^paRKEa+#  
4. 对准误差的影响：元件平移 qE[}Cf]X
 
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 #'P&L>6 ;  
 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。 fBmx +7  
P+a&R<Dj4  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,*
30Q  
DS yE   
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 z,WrLZC  
4Ki'r&L\  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 A@+.[[  
YeVhWPn@  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 M=%p$\x
  
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。 aU@z\sQ  

Sk-Ti\  
扩展阅读 w]}vm-  
1. 扩展阅读 Qi M>59[  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #@G2n@Hj  
 开始视频- 光路图介绍 ?zEgN!\R)  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 [}D)73h`  
 其他测量系统示例： 23PSv8;EM  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)