[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) ig Q,ZY1  
XYi-o][Mf  
应用示例简述 ^/0c`JG!x  
B1x# 7>K  
1. 系统说明 MY8[)<q"  
Y]xFe>  
 光源 }#u.Of`6
"  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 1Mftq4nq  
 元件 D%=VhKq  
— 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 FN$sST  
 探测器 Lp|7s8?  
— 干涉条纹 X]Aobtz  
 建模/设计 N(6Q`zs  
— 光线追迹：初始系统概览 t",=]k  
— 几何场追迹加(GFT+)： 9BZyCz  
 计算干涉条纹。 v%ldg833l  
 分析对齐误差的影响。 >@g+%K]  
B<p-
qPR K  
2. 系统说明 x1@`\r#0  
=t/"&[r  
U<YP
@?w  
3. 建模/设计结果 'n>v}__&|  
'`)r<lYN,  
4. 总结 tdCD!rV`{  
1}7Q2Ad w  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;JD/4:  
Jq5](F!z  
1. 仿真 O`;e^PhN  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 wWI1%#__|o  
2. 计算 >FR;Ux~a  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 =tKb7:KU  
3. 研究
G~VukW<e  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 j>}<FW-N  
+ a
,x  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Rk8oshS+2  
~S85+OJ;M  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 !.EDQ1k  
^$D2fS  
 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。 (lzZ=T  
|z+K]R8_  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 \#hp,XV>  
?V{AP&#M$x  
2. 说明：光源 f4[Bj{F  
IyV%tOy  
GyVRe]<>B  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ta*6xpz-\Q  
 因此，相干长度大于1m a(s%3"*Q  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Ec/-f`8  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 aANzL  
O$K?2-  
wn&5Ul9Elb  
?
xT ^9  
3. 说明：光源 `J26Y"]P  
 j1sgvh]D  
pR,eus;8  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 sT<XZLu  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 skeXsls  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。
~stG2^"[  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 %8]~+#]p  
4. 说明：光学元件 (nUSgZz5  
iiWm>yy  
1M<;}hJ{/  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 RHIGNzSz  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 XZew$Om[  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 mR1|8H!f  
 透镜材料为N-BK7。 ^rX5C2}G\D  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 <0M2qt8  
T:G8xI1 P  
+p\+15  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 <W2YG6^i  
p4sU:  
GX@=b6#-  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Z<4Du  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] d"#& VlKcv  
W02t6
DW  
a?NoNv)&  
FDQP|,  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] tT`{xM  
6. 分光器的设置 *`WD/fG  
c_Fz?R+f?K  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ^dP]3D1 @  
7. 合束器的设置 ~ ~U,  
6qYK"^+xu  
3$#=*Zp  
 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。 FC&841F  
kWm[Lt  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ])vWvNx  
T{B\1|2w  
 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)。 .EXxNB]%Y&  
D@iE2-n&V  
1. 结果：利用光线追迹分析 Q!`  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 9X ^D(  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 *{1]b_<  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 !IAd.<,  
gg+!e#-X  
r(i!".Z  
 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。 d:GAa   
 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。 &$<7]a\dM  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 UkzLUok]U  
Bm:N@wg  
 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°。 #Ab,h#f*7  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 I5H#]U  
4. 对准误差的影响：元件平移 g(-}M`  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 bQBYzvd  
 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。 yTpvKCC  
US2Tdmy@05  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 FF'Ul4y  
cjyb:gAO  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 [D= KI&@&O  

csCi0'u  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2& ZoG%)  
6SVh6o@]  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 =!P  
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。 aX,ux9#  
=Xu(Js-  
扩展阅读 5nh:S0M6V  
1. 扩展阅读 OdHl
)"#  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 wfY]J
0l  
 开始视频- 光路图介绍 T*v@hbJ  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 Zrm!,qs  
 其他测量系统示例： _^Yav.A=  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)