[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) Kgb<uXk  
gsVm)mkd  
应用示例简述 ew1bb K>  
`g'z6~c7n  
1. 系统说明 3$PGLM  
7%yP5c
B  
 光源 /OeOL3Y  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) SO
eRQb'  
 元件 -9yWf8;  
— 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 PjkjUP  
 探测器 e89IT*  
— 干涉条纹 NLZUAt
x(  
 建模/设计 L87=*_!B;  
— 光线追迹：初始系统概览 7-c3^5gn{  
— 几何场追迹加(GFT+)： g>H\"cUv  
 计算干涉条纹。 rQ&F Gb  
 分析对齐误差的影响。 0b+End#mp  
 &W? hCr  
2. 系统说明 '/@i} digf  
6mC% zXR5  
/igbn  
3. 建模/设计结果 ?Bsc;:KF  
:+UahwiRD"  
4. 总结 AUPTtc`#Y  
E\XD~
 
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 H)NT2@%{P  
yYvv!w+@Q  
1. 仿真 7r$'2">K(  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 jT:kk  
2. 计算 v Yw$m#@  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qrY]tb^K  
3. 研究 $GX9-^og=T  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 W(jP??up  
CChCxB  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 7_ao?}g  
}+BbwBm&  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 TbR!u:J  
qm|T<zsDY#  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ZvkBF9d  
-+&sPrQ  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 {KM5pK?,BJ  
at5=Zo[bP  
2. 说明：光源 uOQl;}Lk5  
NZt 8L?  
@1+({u#B  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 }y
MAs  
 因此，相干长度大于1m >l(|c9OWM  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 5hE mXZ%  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ZqJyuTPv  
^26}8vt  
(
-esUOB.  
qb>mUS  
3. 说明：光源 wQ~F%rQ$  
F@jyTIS^  
HbQ+:B]  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 1|3{.Ed  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 m7NrS?7  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 [qQ~\]  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 *N3X"2X:  
4. 说明：光学元件 KcF#c_f   
w$z]Z-  
<#No t1R  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 W5zlU2
 
 位相延迟平板材料为N-BK7。 E~'Q
C  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ;8> TD&]{  
 透镜材料为N-BK7。 [E4#|w  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 a29rD$  
&l2C-(  
!;COFR  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Yb Dz{m  
fv?vfI+m  
KImazS^  
 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)。 ad'C&^o5  
 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] pTIE.:g(  
U8icP+Y  
i9quP"<9  
%Astfn(U{4  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ;_?RPWZ;MO  
6. 分光器的设置 } 2P,Z6L  
DXc3u^
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 2JS&
zF  
7. 合束器的设置 (| X?  
g=_@j`  
@G:aW\Z  
 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。 sU 5/c|&  
=r1@?x  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 =RH7j  
Cz]NSG5  
 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)。 Hv.nO-c  
kPg| o3H  
1. 结果：利用光线追迹分析 P*zOt]T  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 BaUcmF2Q  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 |*-&x:p7O  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 l8Ks{(wh
 
Mo_(WSs  
?5MOp  
 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。 6 s1lf!  
 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。 1Wy0#?L  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 #gd`X|<Ch  
>)p8^jX   
 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°。 G
I$7uR}  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }[m,HA<j  
4. 对准误差的影响：元件平移 1T@#gE["Ic  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 %`1p8>n  
 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。 szW85{<+  
K,Z_lP_~Vw  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Y6r<+#V  
+ZK12D}  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 uDXRw*rTv  
%an&lcoX  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 E ) iEWc  
haW*W=kv)  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 XAF*jevr  
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。 z),@YJU"z  
!HPye@Ua  
扩展阅读 ygn]f*;?kw  
1. 扩展阅读 /a:sWmxMT  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 _BP!{~&;  
 开始视频- 光路图介绍 <W<>=vDzyE  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 dZ"w2ho  
 其他测量系统示例： cgevP`*]  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)