[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) $c7Utms  
.'=-@W*  
应用示例简述 |jyD@Q,4  
(?kCo  
1. 系统说明 5~=wia  
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RTK:%  
 光源 ?EA
&kZR]  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) (]sk3 A  
 元件 z i3gE$7  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 YbP}d&L  
 探测器 C&&33L  
— 干涉条纹 F{FSmUxzK  
 建模/设计
xZ>@wBQ  
— 光线追迹：初始系统概览 e)A{ {wD/  
— 几何场追迹加(GFT+)： apv"s+  
 计算干涉条纹。 r,cK#!<%  
 分析对齐误差的影响。 ;Wig${  
BaOPtBYA:  
2. 系统说明 hXQo>t-$  
p@%H. 5&&  
c}D>.x|]  
3. 建模/设计结果 &|c] U/_w  
!E_RD,_  
4. 总结 iS}~e{TP/  
j$=MJN0  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }!@X(S!do  
;#S4$wISw`  
1. 仿真 `bcCj~j  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 7:X@lmBz=  
2. 计算 !k=~a]  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 <x\I*%(  
3. 研究  b~Oc:  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 y\}
<N6  
#5mnSky+s  
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。 G-W(giF;NO  
.*+e?-  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 x<h-F  
`sJv?  
 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。 BH^8!7dkT  
5MS5 Q]/  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 rI4N3d;C  
meR5E?Fm  
2. 说明：光源 PZSi}j/  
i`" L?3T  
X1\ao[t<;c  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 #{|
F2AM  
 因此，相干长度大于1m I>45xVA  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Q)l~?Fx  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 IC@-`S#F  
<!I^xo[  
vAo|o*  
]|)M /U *  
3. 说明：光源 C_ (s  
{^SHIL  
>;OwBzB  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。
`#>JRQ=  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 R*z:+p}oHy  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 jGKasI`  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 -'Y
@yIb
 
4. 说明：光学元件 #;9n_)  
_33YgO  
Y<9Lqc.i  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =%$BFg1a(  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 \z)` pno  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 7="I;  
 透镜材料为N-BK7。 3hbUus  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 %<Kw  
!Zma\Ip  
8WL*Pr1I  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ICB'?yZ,  
8cv[|`<  
(S#nA:E  
 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)。 E
JZb3  
 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] L(i0d[F  
&P3ep[]j  
!L\P.FP7b  
sH{4.tw  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 6qp' _?  
6. 分光器的设置 0w<qj T^U  
l/o 4bkV  
 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 $09PZBF,i  
7. 合束器的设置 29GcNiE`T  
0xe*\CAo  

-p2 =?a  
 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。 ^Q""N<  
~q05xy8  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 b~<Tgo_/jf  
? {vY3~  
 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)。 (L7@ez  
J|GEt@o3  
1. 结果：利用光线追迹分析 8ECBi(  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 !JC!GS"M5  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 64h$sC0z/e  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 A~7q=
-  
>Lrud{  
!K319 eE  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 p{k^)5CR/  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 yM-3nwk  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 wSP'pM{#2  
xh raf1v3\  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 )>~d`_$dt  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 i!9|R)c  
4. 对准误差的影响：元件平移 a}#Jcy!e  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 "T,^>xD  
 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。 |37y ="  
Msea kF  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 MY `V0  
yJ!x`RD),w  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 *)4`"D  
:k*3?*'K  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &XE eJ  
l9up?opq  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Q!_@Am
"h  
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。 c!})%{U  
iYHCa }  
扩展阅读 KeiPo KhZi  
1. 扩展阅读 :Z'q1kW@"  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 z'+k]N9Q^  
 开始视频- 光路图介绍 &z"sT*3  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 $IU|zda8  
 其他测量系统示例： ^w*$qzESy  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)