[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) 90)rOD1B  
&,`P%a
&k  
应用示例简述 %bUpVyi!(  
n 6|\  
1. 系统说明 )F35WP~  
KHXnB  
 光源 y<5xlN(+v  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) zL3'',Ha  
 元件 b; 4;WtBO  
— 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 bpeWK&  
 探测器 _26F[R1><~  
— 干涉条纹 6e;.}i  
 建模/设计 E^. =^bR  
— 光线追迹：初始系统概览 GQ9g$&T  
— 几何场追迹加(GFT+)： 7gQ~"Q  
 计算干涉条纹。 YEqWTB|w  
 分析对齐误差的影响。 ~UJ_Rr54  
[HENk34  
2. 系统说明 c8jq.y v  
)Hy|K1  
oMi"X"C:q  
3. 建模/设计结果 89)rss  
"GofQ5,|  
4. 总结 %fz!'C_4  
dGz
Z_Vf  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6y9#am?  
p(Q5!3C0q  
1. 仿真 3J}bI{3  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 j7 D\O  
2. 计算 oa|nQ`[  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 bmO[9 )G  
3. 研究 DP9hvu/85  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 FiqcM-Af4  
K(HP PM\  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 U{o0P
osg  
OPwj*b:-m  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 5!G}*u.  
Y75,{1\l0  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 nV%1/e"5  
?c^0%Op  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ~8Z0{^  
.~6p/fHX  
2. 说明：光源 8:,l+[\  
v>71?te  
*eytr#0B-  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <gKT7ONtg  
 因此，相干长度大于1m fG5U' Vw  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 q8.K-"f(Q  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 A@EeX4N  
eUA6X ,I  
Nq)=E[$  
F"3PP ~  
3. 说明：光源 8hi|F\$_h  
g#1_`gK  
W9?Vh{w  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 r"a0!]n  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 w7]@QTC  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0t1WvW  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Z*QsDS  
4. 说明：光学元件 4*_9Gl
 
b$+.}&M  
{|6(_SM|  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Qd 1Q~PBla  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 EOjo>w>  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Os@ d&wm  
 透镜材料为N-BK7。 XU .FLNe  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 8|`4D 'Ln  
K<KyX8$P0  
/PAxPZf_  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Dg4?,{c9W  
mh!;W=|/"  
Q9Wa@gi|  
 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)。 VAF+\Cea=  
 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] #m6 eG&a  
u~6`9'Ms  
]C-hl}iq  
E/9 U
0  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] hV/$6 8A_  
6. 分光器的设置 2;NIUMAMM  
=usx' #rb  
 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 6';'pHqe  
7. 合束器的设置 qIa|sV\w0  
JB a:))lw  
1_THBL26d  
 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。 ;GO>#yg4Eh  
-82Rz   
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 e;R
5A6|  
~fn2B  
 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)。 H3}{]&a  
Funep[rA  
1. 结果：利用光线追迹分析 1"009/|  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6|t4\'  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 [nxjPx9-  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 l.?R
7f  
Y(ly0U}  
eXWiTi@  
 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。 iTi<X
|X  
 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。 <P7f\$o~  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 h*{{_3,  

.G#S*L  
 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°。 a1]k(AuQrC  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 *[(O&L&0  
4. 对准误差的影响：元件平移 ' D+h_*H  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 qdrk.~_  
 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。 ^)conSm  
"?hEGJ;m"  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &!vJ3:  
s
={AdQ  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 /cUcfe#X  
J5}-5sV^  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 gYfN?A*`_  
c 's=>-X  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 R$4&>VBu  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 7OYNH0EH  
]fIv{[A_  
扩展阅读 \1hbCv$Hf  
1. 扩展阅读 V|ax(tHv  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Pfu2=2Ra  
 开始视频- 光路图介绍 _9wX8fh3D  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 UP}Ys*  
 其他测量系统示例： ")"VQ|$y  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)