[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) zTU0HR3A  
D*d]aC  
应用示例简述 Y}wyw8g/  
sXFZWj}\  
1. 系统说明 fz "Y CHe  
Nj/ x. X  
 光源 WH^%:4  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) S?2
>Er  
 元件 6Z"X}L,*  
— 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 Z,PPu&lmE/  
 探测器 _H@DLhH|=  
— 干涉条纹 l*G[!u  
 建模/设计 'm$L Ij?@  
— 光线追迹：初始系统概览 X"eYK/7  
— 几何场追迹加(GFT+)：
9hyn`u.  
 计算干涉条纹。 Ig{0Z">  
 分析对齐误差的影响。 h/Y'<:  
G18b$z  
2. 系统说明 c7H^$_^=  
`Urhy#LC  
!j-Z Lq:;  
3. 建模/设计结果 4#Jg9o   
d&>^&>?$zh  
4. 总结 UJ2U1H54h  
6_B]MN!(  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 R=\IEqqsi  
2&cT~ZX&'  
1. 仿真 , W?VhO  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 "#g}ve,  
2. 计算 n `Ac 3A  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ))Za&S*<  
3. 研究 JW&gJASGC  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 {_*yGK48n  
E"IZ6)Q  
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。 ~"A0Rs=  

:k#HW6p  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 2~[juWbz  
uQzXfOq  
 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。 `WS&rmq&'  
[V`r^  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 K(|}dl:  
f6p/5]=J26  
2. 说明：光源 y
f,z$CR  
k}rbim  
F"mmLao  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 [#iz/q~}  
 因此，相干长度大于1m 7xR\kL.,  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 c
Z3v=ke^  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ia? c0xL  
Iga024KR  

GL
ODVcjf  
4^d?D!j  
3. 说明：光源 y1#1Ne_  
B<C&xDRZ0  
Ho]su?  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :23P!^Y  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。  Fk;Rfqq  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Uw:"n]G]D?  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 n&!-9:0  
4. 说明：光学元件 G+m }MOQP7  
hqdDm  
nr3==21Om4  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ~>XxGjxe  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 [N'h%1]\  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 rZpXPI  
 透镜材料为N-BK7。 @}ZVtrz  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 D m9sL!  
\)Cl%Em  
[-x7_=E#  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 47B&s   
|l!aB(NW  
Z30A{6}  
 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;~!P  
 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] {c0`Um3&>  
ss-D(K"  
"Yy n/  
d d;T-wa}  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] cc34e  
6. 分光器的设置 LH6vLuf  
~QVH<`sn  
 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 F:ELPs4"  
7. 合束器的设置
Mb=" Te>|  
Ir]
\|t  
`$NP>%J-  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 fc@A0Hf  
B7%U_F|m  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 WEpoBP CL  
M^I(OuRMeI  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 [00m/fT6  
yLcEX  
1. 结果：利用光线追迹分析 DTs;{c  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 0CvUc>Pj`"  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 i6N',&jFU  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 2?i7
UvV  
GKCroyor  
ItCv.yv35  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 92-I~ !d  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 wNX]7wMX  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^C%<l(b  
]%(2hY~i  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 E)3NxmM#  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 i?;Kq~,  
4. 对准误差的影响：元件平移 ?1".;foZ  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 2+O'9F_v  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ,[;G|et  
U;I9 bK8  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 0(btA~'*  
]R? 4{t4  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 mcok/,/  
8r!zBKq2~  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 "h ^Z  
A70d\i  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Qci]i)s$js  
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。 ZG@q`<:j  
1nOCQ\$l  
扩展阅读 y3ikWnx  
1. 扩展阅读 Np)lI
GE  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ]{LjRSV
 
 开始视频- 光路图介绍 RGX=)  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 Q7A MRrN  
 其他测量系统示例： yppo6HGD  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)