[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) dIW@L  
>v2/0>U  
应用示例简述 oz:"w nX  
F42<9)I  
1. 系统说明 >dx/k)~~-L  
tq}MzKI*  
 光源 4O<sE@X  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) IdqCk0lVD  
 元件 JkhWLQ>o  
— 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 7r&lW<:>  
 探测器 EHN(K-  
— 干涉条纹 }yVx"e)  
 建模/设计 eAmI~oku  
— 光线追迹：初始系统概览 auga`*  
— 几何场追迹加(GFT+)： 9U8x&Z]P  
 计算干涉条纹。 DkX^b:D*f  
 分析对齐误差的影响。 )r^vrCNy>  
DQ(0:r  
2. 系统说明 r0!')?#Z  
<8(
=Lv`)q  
FQJiLb._Z  
3. 建模/设计结果 Fei5'  
1RJFPv  
4. 总结 U0t|i'Hx  
^3
[_4av  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }4p)UX>aWT  
fX]`vjM{  
1. 仿真 sC.b'1P  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 n&Ckfo_D  
2. 计算 +: x[cK  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 & XmaGtt  
3. 研究 hw,nA2w\  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 D%~tU70a  
w i[9RD@  
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。 -nXP<v=V  
y{/7z}d  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 }[Z'Sg]s  
("\{=XA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。 ffG<hclk  
K(i}?9WD  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `Jk0jj6Z  
/i3JP}  
2. 说明：光源 Qn7T{ BW  
+=jS!  
xRe`Duy:  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 n74\{`8]o  
 因此，相干长度大于1m Ux7LN@4og  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 x>}ml\R  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 [a04
( 2g  
h<e  
r5DRF4,7  
`*Yw-HL  
3. 说明：光源 H0;Iv#S!  
Ss+F  
HwHF8#D*l  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ID4
3s9  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 K f/[Edn  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 sSh{.XuB+3  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 .JPN';  
4. 说明：光学元件 ~f h  
l)9IgJ|<b  
M@R"-$Z  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 j:h}ka/!p  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 mY.v:  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 &]DB-t#\  
 透镜材料为N-BK7。 H].|K/-p  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Z1eT>6|]r  
B+K6(^j,,y  
|Y>Jf~SN  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 /?eVWCR  
6;Z-Y>\c  
TI'v /=;)  
 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)。 _K o#36.S  
 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]4]fLQ  
YIg(^>sq  
;=y"Z^  
I/`"lAFe  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] U05;qKgkDF  
6. 分光器的设置 A`n>9|R  
#7i*Diqf9  
 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 /K#k_k  
7. 合束器的设置 VHxBs  
/W/e%.  
=]%JTGdp(  
 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。 6Ijt2c'A}  
(9Zvr4.f7  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ;Z]Wj9iY  
Y;/@[AwF  
 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)。 /'s
v7hg+  
lL}NiN-)t  
1. 结果：利用光线追迹分析 Sc7 Ftb%  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 N&HI)X2&  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 hzo> :U  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 AS7L  
B*Tn@t W  
;7'O=%  
 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。 'z$$ZEz!C  
 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。 '^UHY[mX8  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 QTy=VLk43  
l7|z]v-  
 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°。 ^

%r6+ey  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Y4rxnXGw  
4. 对准误差的影响：元件平移 "`>6M&`U  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 /eV)5`V  
 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。 32wtN8kx  
g-eJan&]N  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (/A.,8Ad  
;z'&$#pA  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 fx;rMGa  
hY`<J]-'`  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~/L:$  
"wgPPop  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 OG5{oH#K  
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。 zjmoIE  
\u,CixV=  
扩展阅读 )ros-dp`  
1. 扩展阅读 ,Kv6!ib6Q  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Uu_qy(4  
 开始视频- 光路图介绍 tm~9XFQ<  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 t]h_w7!U  
 其他测量系统示例： I~&*^q6 |  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)