[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) lj"72   
K%(DRkj)  
应用示例简述 CNrK]+>  
]C5/-J,F  
1. 系统说明 2_CJV  
uM@ve(8\  
 光源 ^u$?& #  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) i~uoK7o|G  
 元件 nPj &a  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 1Gh3o}z  
 探测器 t+2,;G  
— 干涉条纹 dobqYd
4`  
 建模/设计 M:cW/&ZJ  
— 光线追迹：初始系统概览 gYW  
— 几何场追迹加(GFT+)： ghDOz 3  
 计算干涉条纹。 w/Y6m.i1  
 分析对齐误差的影响。 'h{| ]  
N2\{h(*u  
2. 系统说明 k8O%gO  
d D;r35h=  
:WAFBK/x  
3. 建模/设计结果 A&7~]BR\  
.Uh|V-  
4. 总结 EbMG9  
uYAMW{AT  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %tT=q^%5  
Jpr`E&%I6  
1. 仿真 w6@8cNXK  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 A v[|G4n  
2. 计算 +WB';D  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 P= nu&$;  
3. 研究 XWYLa8Ef  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 CyV(+KBe_  

7$|L%Sk  
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。 uJu#Vr:m  
MfK}DEJK,  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 6;%Ajx  
m1,yf*U  
 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。
}8)iFP&"  
KXbD7N.  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 RAi]9`*7  
,c.(&@  
2. 说明：光源 $x|4cW2  
HG:9yP<,o  
Ub%1OQ  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 .|x"'3#  
 因此，相干长度大于1m OYayTKxN  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 JF-ew"o<E  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 mYw9lM  
PYJ8\XZ1_N  
i5G"@4(  
#F25,:hY  
3. 说明：光源 D<UX^hU   
uZkh.0yB  
dd
G5g  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 BY!M(X jrZ  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 O.^1r  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 3Q_L6Wj~  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ^yp`<=  
4. 说明：光学元件 J'4V_Kjg-  
|"o/GUI~  

5dem~YY5  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -wUw)gJbM  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 C|H/x\?zRv  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 \o=YsJ8U  
 透镜材料为N-BK7。 )9? ^;HS  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 wTK>U`o  
3tAX4DnYrq  
@-H D9h  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 i
.Jk(%c  
PAHkF&  
4M{]YZMw8  
 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)。 ac< hz0  
 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] mjXO}q7  
~ $QNp#dq  
0Er;l|  
SJ;Kjq.Qo  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] =BNS3W6  
6. 分光器的设置 /%9CR'%*c  
:rhh=nHgn  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 1 wB2:o<  
7. 合束器的设置 c>pbRUMH  
;"j>k>tg  
YKWtsy  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 t,>j{SK~  
"+GKU)  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Z%1{B*(e  
dp'xd>m  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 \qB
:z7I2  
Wi3St`$  
1. 结果：利用光线追迹分析 u&\QZW?  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 C#Y_La  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Tyk\l>S  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 #mvOhu  
bi 8Qbo4  
- BE.a<  
 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。 \]gUX-  
 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]wCC`qi  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 gHe%N?'  
yRGv{G[59  
 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°。 @}B,l.Tj  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 C.rLog#  
4. 对准误差的影响：元件平移 5(V'<  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 tH\ aHU[  
 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。 UI}df<Ge  
<~}#Q,9  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]pi
8%.d  
yQ{xRtNO  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 rs?"pGz;  
1y)|m63&  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2&Hn%q)  
? pkg1F7  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ;[}<xw3):  
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。 map#4\  
E"{2R>mU~  
扩展阅读 :6}y gL*i  
1. 扩展阅读 asQXl#4r  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 9=wt9` ?  
 开始视频- 光路图介绍 %:~LU]KX  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 fZ)M Dq  
 其他测量系统示例： Z F&aV?  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)