[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) _kc}:  
*&tTiv{^  
应用示例简述 k(M"
k!M  
LM(r3sonb  
1. 系统说明 4:Oq(e_(  
,|GjrT{vf  
 光源 Av0(zA2  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) jrxq558  
 元件 III:jhh  
— 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 3<l}gB'S[  
 探测器 3ZbqZ"rE  
— 干涉条纹 }]M'f:%b  
 建模/设计 %O!TS_~9  
— 光线追迹：初始系统概览 DZ1.Bm0  
— 几何场追迹加(GFT+)： ;W|GUmADf  
 计算干涉条纹。 .2U3_1dX  
 分析对齐误差的影响。 ESk:$`P  
@FZ_[CYg  
2. 系统说明 #|3,DZ|)F  
>Q'*~S@v3  
D>^g2!b:  
3. 建模/设计结果 DAg*  
cq5^7.  
4. 总结 W]Nc6B*gI  
;" D~F  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7SN61)[m  
E^gN]Z"O  
1. 仿真 &*E! %57  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Tm9sQ7Oj(  
2. 计算 7KGb2V<t  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,
6#%+u}f  
3. 研究 , Y,^vzX6  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 sxS%1hp3  
c<lEFk!g
 
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。 e2BC2K0  
{;th~[  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 DUH DFG  

lWd@  
 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。 Q, "8Ty  
y<wd~!>Ubu  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 @ULWVS#t2  
yTn<5T[H  
2. 说明：光源 xG(iSuz  
Xh}D_c  
#
0Uz1[  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 y"s
s<`Cn  
 因此，相干长度大于1m ?Z4%u8Krvz  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 +V9xKhR;x  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 @/ nGc9h  
Ml;` *;  
.)Pul|)d  
)v11j.D  
3. 说明：光源 ()w;~$J  
e*}GQ  
Qca3{|r`  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Fq!_VF^r  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。  ^u#iz  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 7&OJ8B/  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 )''V}Zn.X  
4. 说明：光学元件 WRAL/  
(;^>G[  
6$f\#TR  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 1 ?Zw  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Ziub%C[oV  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 zUNUH^Il  
 透镜材料为N-BK7。 #B6f{D[pI  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。  UBj&T^j  
<5 OUk  
H~mp*S  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 rlawH}1b  
lKQevoy'  
%;R&cSZ  
 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)。 H?a $o(  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] Ewq@>$_!  
HZ}Igw.Z  
PB.'huu  
7fO<=ei:  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] q8-hbWNm4  
6. 分光器的设置 a j$& 9][  
INp:;  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 p >ua{}!L  
7. 合束器的设置 GUqG1u z9  
c3ru
4o*K  
Lccy~2v>  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 q#Q%p+  
HC1<zW[  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 sLJ]N0t  
3A[<LnKR^E  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 HS ]c~  
#gT"G1
8/!  
1. 结果：利用光线追迹分析 B:0oT  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Oq,@{V@)9k  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 K|$c#X  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 OI"g-+~  
G!=(^G@J;  
a~a:mM>p  
 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。 ys>n%24qP  
 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。 }YBuS3{  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 z07&P;W!{  
0bc>yZ\R  
 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°。 >3B{sn}  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 5#N<~  
4. 对准误差的影响：元件平移 #1\`!7TO3  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 JhwHsx/  
 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。 }!>\Ja<\  
a#%*H
 
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Scm45"wB+  
|2n*Ds'  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 MN5}}@  
K@xMPB8in  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 *i#N50k*j'  
zTfjuI|R  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 '[%Pdd]! E  
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。 do.>Y}d  
+HRtuRv0T  
扩展阅读 XOQ0(e6  
1. 扩展阅读 F.i}&UQ%  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 yufw}Lo-  
 开始视频- 光路图介绍 +;,J0,Yn  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 dY0W=,X$7T  
 其他测量系统示例： ]3,  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)