[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) o2Pj|u*X  
ZMx_J  
应用示例简述 O8dD
oP\F2  
39~fP)  
1. 系统说明 @X\nY</E#M  
<;U"D.'  
 光源 eTrGFe!8w  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) -*yj[?6  
 元件 5-]%D(y  
— 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 cs@5K$v  
 探测器 g3x192f  
— 干涉条纹 j&8~X2?*  
 建模/设计 xYwb
bFGrG  
— 光线追迹：初始系统概览 R 8Iac[N  
— 几何场追迹加(GFT+)： Pu axS  
 计算干涉条纹。 
cRU.  
 分析对齐误差的影响。 N?87Bd  
Ii[rM/sG  
2. 系统说明 hj4A&`2  
jv_sRV  
luC',QJB  
3. 建模/设计结果 qRB%G<H  

7ic]q,  
4. 总结 <T0-m?D_$  
162qxR[.  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (iWNvVGS  
:;??!V  
1. 仿真 p=405~  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;=uHK'{  
2. 计算 G.oaDGy  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c[",WB<9  
3. 研究 4>5%SzZT\3  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 KCCS7l/  

y?5*K  
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。 H5
6e#:[$  
G_AAE#r`  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 q2/Vt0aYx  
pr;L~$JW  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 gXH89n  
wbr"z7}  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 yyA/x,  
4AF"+L  
2. 说明：光源 jpBE| Nm  
?94da4p  
=#+Z KD  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 '0o`<xW  
 因此，相干长度大于1m F48`1+  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Ap97Zcw  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 :fj}J)9'xW  
crhck'?0  
(bBetX  
Dri1A%  
3. 说明：光源 FG8bP  
nt5 ~"8  
-k<.Q=]<t  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 p>!r[v'  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 N?pD"re)6  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 gE$dz#t.  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 pP".?|n  
4. 说明：光学元件 Pq_Il9  
ZE=~ re  
@Qx;J<{+g  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :*oI"U*f  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 nFB;!r  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 XHe=  
 透镜材料为N-BK7。 @9c^{x\4  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Gwvs~jN  
U}qW9X;o  
H-rf?R2  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [tBIABr  
MA1,;pv6  
iT|+<h  
 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)。 #X
n#e  
 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] 'wQ=b  
M(2[X/t  
v=`VDQWq  
WrD20Q$9Q  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] T+~~w'v0  
6. 分光器的设置 [I^SKvM  
p 3_Q  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 5Y,e}+I>  
7. 合束器的设置 z5i!GJB  
G A7  
^#Wf  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 d[o =  
Nf;vUYP  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图  6f{c  
Kt^PL&A2  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Qe4  
(Bmjz*%M  
1. 结果：利用光线追迹分析 O=-|b kO  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 (Hn,}(3S  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 iYnw?4Y  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 I{RktO;1  
2'x_zMV  
{$s:N&5  
 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。 ZRX>SyM
 
 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。 A2+t`[w  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 '17=1\Ss6;  
B@s\>QMm  
 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°。 %`}Qkb/Lyh  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 OsK=% aDpj  
4. 对准误差的影响：元件平移 rSZWmns  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 fqr}tvMr=T  
 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。 jf%Ydr}`  
,Tr12#D:  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^X_%e|  
Us%VBq  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 >Ek`P
VPD  
prm  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 bqe;) A7  
vw(};)8  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 JTb<uC  
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。 ):\pD]e  
Q2NS>[  
扩展阅读 =*(d+[_  
1. 扩展阅读 w?5b:W
,  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #h&?wE>  
 开始视频- 光路图介绍 )q=1<V44d  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 UGN. ]#"#  
 其他测量系统示例： ;wN.RPE_^  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)