[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) Rz=wInFs  
!Er)|YP  
应用示例简述 @'JA3V}  
C ,#D4  
1. 系统说明 V~S(cO[vj  
DB.)/(zWQ  
 光源 2t:CK  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) z{A~d  
 元件 ""x>-j4  
— 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 IAb-O  
 探测器 _PGS"O?j  
— 干涉条纹 9bu1Ax1M  
 建模/设计 diD[/&k#kh  
— 光线追迹：初始系统概览 .t$1B5  
— 几何场追迹加(GFT+)： Z^%aXaf8  
 计算干涉条纹。 k;
!}nQ&  
 分析对齐误差的影响。 Ex4)R2c*  
YI+o:fGC5  
2. 系统说明 %)P)Xb  
; nYR~~  
   
3. 建模/设计结果 (?#"S67  
RBV*e9P%  
4. 总结 h[r)HX0hA  
d%Nx/DS)  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 xv0y?#`z  
4x?4[J~u[  
1. 仿真 s1 (UOd7}  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 betTAbF  
2. 计算 )*Rr5l /l  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ?T_bjALW  
3. 研究 Y(h(Z  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 c[;=7-+  
YAYwrKt  
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。 y{J7^o(_~  
$fQ'q3  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 M nDaag  
YL9Tsw  
 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。 A4f;ftB  
?EA
&kZR]  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 !s47A"O&B  
ad`=A V]  
2. 说明：光源 YbP}d&L  
C&&33L  
F{FSmUxzK  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。
xZ>@wBQ  
 因此，相干长度大于1m e)A{ {wD/  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 t[X,m]SX  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 fP;2qho  
4\(|V fy  
;-!O+c  

y.?Q  
3. 说明：光源 1-?TjR  
rwY{QBSf  
Y$nI9  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 yvV]|B@sO  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 RbJbVFz8C  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Zie t-@}  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 gbN@EJ  
4. 说明：光学元件 f^ 6da6Z  
[OQ+&\  
ki9vJ<  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -k}&{v  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 I8LoXY  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 f}{Oj-:"CC  
 透镜材料为N-BK7。 -ZBSkyMGy  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ?CZ*MMV  
Pc=:j(  
l#;o^H i  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 A?Gk8  
@po|07  
&1ss @-  
 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)。 }7Y@u
@R  
 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] cT3s{k  
9H,Ec,.  
~A-VgBbU>_  
o3>D~9  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] lZ5TDS  
6. 分光器的设置 _`q ei0  
3R ZD=`  
 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 gclw>((5  
7. 合束器的设置 =\)qUs\z  
WkK.ON^  
e%.|PZ)  
 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。 A.(xa+z?  
'tun;Y  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Ar1X mHq  
2[yfo8H  
 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)。 `&qeSEs\  
,)P6fa/  
1. 结果：利用光线追迹分析 eHHqm^1z  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 pQOT\- bD  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 \>(S?)6  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 zqAp7:  
$Y_v X 2  
J)a^3>  
 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。 =1h> N/VJ  
 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。 qjVhBu7A  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 &Un^ _M  
qlIbnyP<  
 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°。 bAm ,gP  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 yB,{:kq7D  
4. 对准误差的影响：元件平移 3M<T}>  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 rdQ'#}Ix  
 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。 Vh;P,no#  
Nlfz'_0M  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 R|O."&CAB  
hNGD`"U  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^ G@o} Z  
|4A938'4j  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 T1c.ER}17  
zoI0oA  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 $Y31YA  
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。 \' ;zD-MX  
 R7-+@  
扩展阅读 jbK<"T5  
1. 扩展阅读 CXfPC[o  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ?q+^U>wy&  
 开始视频- 光路图介绍 @8s:,Y_  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 (DrDWD4_  
 其他测量系统示例： $Hbd:1%i {  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)