[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) Kd+E]$F_OH  
ki@C}T5  
应用示例简述 np6G~0Y`  

C{uT1`  
1. 系统说明 $[fqTh  
d!R+-Fp  
 光源 sV{\IgH/x  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) +<F3}]]  
 元件 dG5jhkPX  
— 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 X coPkW  
 探测器 8Z9>h:c1  
— 干涉条纹 s<!G2~T  
 建模/设计 >(igVaZ>  
— 光线追迹：初始系统概览 e8xq`:4Y
 
— 几何场追迹加(GFT+)： S8/~'<out  
 计算干涉条纹。 (W:@v&p  
 分析对齐误差的影响。 AkS16A  
U.t][#<3  
2. 系统说明 A"b31*_  
1#_pj eG  
h?SRX_  
3. 建模/设计结果 C@`#@1X  
8Z\q)

T  
4. 总结 [i
q^'E  
eQ/w Mr  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 CA`V)XIsP  
t}h(j|  
1. 仿真 WcKDerc  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Q?>r:vMi  
2. 计算 q%kCTw  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 l%GArH`  
3. 研究 0/f|Z
H ~!  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Bv@p9 ] n  
)Wq1af   
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。 TU~y;:OJ  
^lV}![do!  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 # 2^H{7  
dR\yRC]I  
 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。 JX5/PCO  
_%2ukuJ `  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `0]N#G T  
]`x+wWe  
2. 说明：光源 7:vl -ZW  
.cs x"JC  
"]]LQb$  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =T2SJ)  
 因此，相干长度大于1m |Ol29C$@|  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 pIK:$eN!/  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 B(s^(__]  
_4Eq_w`  
\a;xJzc9  
oZY|o0/9  
3. 说明：光源 ?y>ji1  
Y2l;NSWU  
)JTQZ,f3]  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 WIi,`/K+  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 tP! %(+V  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 R~a9}&  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 KQ]sUNH  
4. 说明：光学元件 |A*4Fuc&  
v^o`+~i  
fWEQ vQ  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 `W)?d I?#M  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 FNLS=4  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 l59\Lo:  
 透镜材料为N-BK7。 AeEdqX)  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 (,o@/ -o  
JGvhw,g  
qdpi-*2  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 c$ib-
  
T_Tu>wQX  
F5x*#/af  
 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)。 ^TZmc{i  
 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] b?`2LAgn  
g4,ldr"D  
'q:7PkN!p  
&UnhYG{A  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] v+{{j|x=  
6. 分光器的设置 1K/ :  
%D#&RS  
 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 Ow>u!P!  
7. 合束器的设置 6:%lxG  
Ddq*}Pf0K  
]\|2=  
 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。 n7;jME/!  
dO z|CfUhI  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 sk9Ejaf6>  
^ICSh8C  
 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)。 O0'|\:my  
AC <2.i_  
1. 结果：利用光线追迹分析 QpQ2hNf  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I>nYI|o1  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 P,m+^,  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 7)<Ib j<M  
-7w}+iS  
K:<Viz  
 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。 Jy}~ZY  
 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。 R2~y<^.V`Y  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 3t+{
~{Dj  
m_Ed[h/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°。 q j21#q .  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。  N{g7  
4. 对准误差的影响：元件平移 hY{4_ie=8  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 N`I
XSE  
 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。  \H>T[  
;0kAm Vy  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 T'7>4MT(  
+~G:z|k  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 (Q||
5  
g,WTXRy  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4.,|vtp  
"2C}Pr,p8  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 d_
$0  
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。 ZMMx)}hS  
S_Nm?;P  
扩展阅读 J&h59dm-  
1. 扩展阅读 :9(kU  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 3C!|!N1Hn  
 开始视频- 光路图介绍 AaB1H7r-  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 BTr;F]W  
 其他测量系统示例： 1&e8vVN  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)