[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) %mJ~F*Dy  
d&5c_6oW  
应用示例简述 /MhS=gVxM  
/%5_~Jkr,  
1. 系统说明 [f=.!\0\  
\WiqN*ZF  
 光源 z'_&|-m  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) di--:h/  
 元件 ka!Bmv)  
— 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 0hFH^2%UY  
 探测器 b~jIv:9T  
— 干涉条纹 :Jjw"}SfK#  
 建模/设计 FOc|*>aKP  
— 光线追迹：初始系统概览 %3rTQ:X
 
— 几何场追迹加(GFT+)： GKiq0*/M  
 计算干涉条纹。 Q js2hj-$  
 分析对齐误差的影响。 W=UqX{-j)  
 oHOW5  
2. 系统说明 B;SzuCW  
El'yiJ  
V@$GC$;  
3. 建模/设计结果 ~:T3|  
kJI3`gS+  
4. 总结 MF&3e#mdB  
|3 ;u"&(P  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 h (qshbC}  
,GP!fs
K  
1. 仿真 {d^Q7A:`  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 `b#/[3  
2. 计算 I$+%~4  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  dhZZb  
3. 研究 *e%Dg{_  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 3T"#T&eL  
1$);V,DK!  
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。 
'BqrJfv  
e)*mC oR  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 GXarUjs  
ZEL/Ndk  
 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。 jaK'
W  
j\!~9  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 v>rqOI  
4sj9Z:  
2. 说明：光源 m &9)'o  
#D= tX  
hK:#+hg,  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 }PtI0mZ1  
 因此，相干长度大于1m A(q~{  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 FTbT9   
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 g4zT(,ZY  
2^cAK t6bC  
#:]vUQ  
5tN%a>D%  
3. 说明：光源 `kqT{fs  
o~Bk0V
=  
]&&I|K_  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 8dr0 DF$c  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ;n3uV`\  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 |}M~kJ)  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 *d^9,GGn-  
4. 说明：光学元件 
\#uqD\DE  
R'vdk<  
QV`X?m  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 g@$0FY{Q  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 (xucZ  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 K.:6YXVs<  
 透镜材料为N-BK7。 \%w7D6dEZ  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 t9-_a5>E\}  
(nkUeQQN  
+#|'|}j  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 on]\J  
D /,|pC  
1joc<EI  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 p5lR-G  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] #B}BI8o (  
JA}S{  
F@>w&A~K  
VFe-#"0ZO  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ODM>Z8@W/  
6. 分光器的设置 )v*v  
gg lNpzj  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 G/x3wR  
7. 合束器的设置 |usnY  
?3]h~(=  
+W V@o'  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ^%~Et>C  
E&
RoaY0  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 h1Ke$#$6  
9`LU=Xv/  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 8r7/IGFg  
{q5hF5!`)  
1. 结果：利用光线追迹分析 Y;a6:>D%cT  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 x]yHBc  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 EGQ1li'B  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 `~w%Jf  
J8qu]{0I"  
i
~v@  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 "k>{b:R|  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 '^P*F9  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 &5kjjQ*HB  
5n|MA  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 lB5[#z  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 [#H
8=  
4. 对准误差的影响：元件平移 u
;l6sdo  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Y\\3g_YBF  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 @O  @|M'  
"K4X:|Om"  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 t<KEx^gb  
MkluK=$  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;-<<1Jz/2  
Sgjr4axu  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 D_,_.C~O  
N#2nH1C  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 e+]YCp[(  
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。 (rY1O:*S  
;GSfN  
扩展阅读 i?P]}JENM  
1. 扩展阅读 [nhLhl4S  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 E|8s2t  
 开始视频- 光路图介绍 Bv |jo&0n  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 kBDe*K.V  
 其他测量系统示例： |Ls&~'ik  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)