[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) w)J-e gc  
6{d?3Jk  
应用示例简述 _fgsHx>l7  
FLJ&ZU=s  
1. 系统说明 :BR_
%$  
OE[7fDe'  
 光源 w8S pt  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) \$Ky AWrZi  
 元件 X)(K|[  
— 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 y)LX?d  
 探测器 #/I+[|=[O  
— 干涉条纹 D4"<suU|.  
 建模/设计 Msvs98LvW  
— 光线追迹：初始系统概览 N (\n$bpTt  
— 几何场追迹加(GFT+)： C!547(l[  
 计算干涉条纹。 nGTGX  
 分析对齐误差的影响。 CUTj
RWQ  
((AK7hb  
2. 系统说明 f3,LX]zKA  
IW@xT@  
x_8sV?F  
3. 建模/设计结果 [A,!3BN  
G$_)X%Vb I  
4. 总结 |H8C4^1Rq  
gs0
jwI  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^Rl?)_)1HE  
}'{"P#e8"q  
1. 仿真 1Q^u#m3  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 jB9~'>JY  
2. 计算 V@RdvQy  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 AEf[:]i]  
3. 研究 [ZG>FJDl8  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 _UP 9b@Z"  
Z;u3G4XlF  
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。 .|DrXJ\c  
5s%e9x|kP  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 TUGD!b{  
C:AV?  
 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。 {{bwmNv"  
,6^Xn=o #  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 VNz?e&>  
7uUq+dp  
2. 说明：光源 ~tL:r=  
g"!cO^GkT  
TXd6o=  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 E>#@
H  
 因此，相干长度大于1m pi70^`@'B  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 >^W6'Q$P<  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 $B9?>a|{A  
s7jNRY V  
iVVR$uzhH  
?|NsaW  
3. 说明：光源 LH`$<p2''r  
ETX>wZ  
O\oRM2^u}  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 $zhvI*0  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 jpXbFWgN  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ;X+.Ag  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 C\Ob!sv%H  
4. 说明：光学元件 RV]QVA*i  
SY.koW  
^K8XY@{&  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 18kWnF]n=  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 rHybP6C<  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 gDw(_KC  
 透镜材料为N-BK7。 ,9F3~Ryt(  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 KqBiF]Q  
())_4 <  
-ciwIS9L  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 @^# 9N!Fj]  
VWYNq^<AT  
>pol
'=  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ?J+*i d  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] +?QHSIQo  
xrlyph5mE  
Mu.oqT  
pvWj)4e  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]  SN}3  
6. 分光器的设置 1n*"C!q  
G7GKO  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 c8_,S[W  
7. 合束器的设置 ,s}7KE  
 YOfYa  
E+ XR[p  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 5ff5M=M  
XfEp_.~JM  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Du-Q~I6  
;<cCT!A  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 *y+K{ fM1  
=:TQ_>$Nc2  
1. 结果：利用光线追迹分析 n(n7"+B  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 n"~K",~P  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 {)kL7>u]^V  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 jrm^n_6};  
Xp6Z<Z&N  
.7Pp'-hK  
 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。 w8KxEV=  
 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。 uc=u4@.>  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 z,!A4ws  
ePSD#kY5  
 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°。 dry%aT  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 >Fe=PRs  
4. 对准误差的影响：元件平移 FELW?Q?k  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 =*UVe%N4  
 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。 i4SWFa``  
ZxDh!_[s  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 xi.QHKBZaH  
~jWpD7px  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,yfJjV*I  
V Kc`mE  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 o 7V&HJ[  
{D]I[7f8Ev  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Sx_j`Cgy  
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。 4i29nq^n  
SS;'g4h\6  
扩展阅读 *@YQr]~ ;  
1. 扩展阅读 n*~#]%4  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ?.MlP,/K  
 开始视频- 光路图介绍 Kc3/*eu;  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 LsK fCB}  
 其他测量系统示例： a=[|"J<M  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)