[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) 5,c`  
5->PDp  
应用示例简述 QLUe{@ivc  
>gSerDH8\  
1. 系统说明 8 Kk
pXaz  
)g --=w3  
 光源 >eTlew<5  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) @ubz?5  
 元件 #CS>A#Lk  
— 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 xKr,XZu  
 探测器 Ww(_EW  
— 干涉条纹 IID(mmy6 L  
 建模/设计 2$o[  
— 光线追迹：初始系统概览 flB,
_  
— 几何场追迹加(GFT+)： 9vbh5xX   
 计算干涉条纹。 709eLhXrH  
 分析对齐误差的影响。 4r. W:}4:  
m%V[&"5%e  
2. 系统说明 ".)_kt[  
\$C4H  
:65HMWy.  
3. 建模/设计结果 ZYsFd_  
mb/[2y<  
4. 总结 !-c*lb  
Y2X1!Em>B  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Du>HF;Fv  
(OqJet2{
+  
1. 仿真 >.iw8#l  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 1955(:I  
2. 计算 HUC2RM?FN  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  {K9E% ,w  
3. 研究 <yS"c5D6  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 [!&k?.*;<  
z\tJ~  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 \Wc/kY3&  
qYiAwK$  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 !7)ID7d  
>p*HXr|o$  
 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。 AE&n^vdQW  
/ D ]B  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `&_k\/  
@(c<av?  
2. 说明：光源 ? sW`**j  
V@:=}*E  
;n!X% S<z*  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 i8YgG0[)  
 因此，相干长度大于1m 

-mJ&N  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 }qv-lO  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 dCP Tpm  
6B/"M-YME  
9Nu#&_2R  
Q)BoWd  
3. 说明：光源 5"am>$rh  
AtlR!IEUb  
LDEt.,6i  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 q"D L6 >j  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ;lH,bX~5  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 gVU\^KN]  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 TDIOK  
4. 说明：光学元件 iT5SuIv  
-Y=c g;  
XOg(k(&T  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 j!MA]0lTM  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 R9/xC7
l@  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 S1juAV=  
 透镜材料为N-BK7。 b*F~%K^i$  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 y/I~x+y  
u7zB9iQ&  
L*01l"
5  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 e'Us(]ZO  
|akC  
s<_LcQbt{  
 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)。 Zmbz-##HQ  
 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] ~wf~bzs  
T0v@mXBQ  
~oA9+mT5  
X,EYa>RSy_  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] dh;M
pE  
6. 分光器的设置 wu!_BCIy  
sQ:VrXwP  
 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 |vDoqlW  
7. 合束器的设置 <Mn7`i   
sx<+ *Trl  

oB06{/6  
 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。 /W$y"!^)J1  
@VC9gdO/  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 vYR=TN=Z4  
AzO3(1:  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ]7S7CVDk4  
o%^k T&  
1. 结果：利用光线追迹分析 2@m(XT (  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 @z$pPo0fW  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 yp2'KES>  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ds$\vSd  
>c y.]uB  
m wEVEx2
4  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 S,Wl)\  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 [+MH[1Vr={  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Z>Kcz^a#  
{`Fx~w;i  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 r< ?o}Qq  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 :Bv&)RK  
4. 对准误差的影响：元件平移 ]i,
Mq  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ^W[B[Y<k  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 :^-HVT)qF  
K!-&Zv  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :S99}pgY  
A.$VM#  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 z)W#&JFF  
g?A5'o&Yu  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 x)#<.DX  
tU)r[2H2  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *@G(3 n  
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。 }lC64;yo  
K+7yUF8XP  
扩展阅读 g=oeS%>E  
1. 扩展阅读 wwK~H  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 nd
KvJH4  
 开始视频- 光路图介绍 :L [YmZ  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ??\*D9rCn  
 其他测量系统示例： 8!&ds~?  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)