[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) pz^S3fy  
;<FAcR  
应用示例简述 ei= 4u'  
5HbHJ.|r  
1. 系统说明 Vl^x_gs#_]  
uc,>VzdB  
 光源 2*g2UP  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) dy6zrgxygP  
 元件 VD.TosVeWo  
— 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 /gu VA  
 探测器 ':4ny]F  
— 干涉条纹 *8)?ZZMM  
 建模/设计 ?i<l7
 
— 光线追迹：初始系统概览 >v,X:B?+FL  
— 几何场追迹加(GFT+)： +`F(wk["m  
 计算干涉条纹。 "r6qFxY  
 分析对齐误差的影响。 1L<TzQ  
wiI@DJ>E  
2. 系统说明 gV]4R"/  
[],[LkS  
le5@WG/x  
3. 建模/设计结果 9'(_*KSH  
v o:KL%)  
4. 总结 HK[%'OQ  
^$oa`B^2JM  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 S\Z*7j3;M  
1XN%&VR>^D  
1. 仿真 'N{1b_v?  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 +vZYuEq_
 
2. 计算 =)bOteWM  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 IEm?'o:  
3. 研究 z"6o|]9I  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 lZwjrU| _  
Hl$qmq  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 54z`KX 73  
` ,T.  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 \WE/#To  
MO~T_6  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ky !ZJR  
I6WHC*  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 .x$V~t  
6%EpF;T`  
2. 说明：光源 Q8HNST($?  
)-+tN>Bb  
B)/&xQu  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 -~.+3rcZ]  
 因此，相干长度大于1m gB#!g@  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 G,A?yM'Vw  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 jYU0zGpj  
J*g
<]P&p0  
LEKE+775  
oi Q3E  
3. 说明：光源 h(2{+Y+  
p!DdX  
T>|+cg  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 oItC;T  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。
nkq{_;xp  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?z`yNx6  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 UHY)+6qt]  
4. 说明：光学元件 +2E~=xX  
CEk[&39"  
x^3K=l;N  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ;Qd'G7+  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Q]/g=Nn ^~  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 v-$X1s  
 透镜材料为N-BK7。 j.Y!E<e4]  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 >Dv=lgPF  
7<jr0)  
\U]<HEc^  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 7OZ0;fK  
BI2'NN\  
'o]}vyz;  
 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)。  OG IN-  
 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] F[ ^ p~u{  
#;2mP6a[  
)$Fw<;4  
YbVZK4  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] };(2 na  
6. 分光器的设置 09Oe-Bg  
yj,+7[)  
 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 qzD  
7. 合束器的设置 #I yM`YB0  
gO~>*q &  
tchpO3u,  
 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。 b4^a zY  
bB.nevb9p  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 D5T0o"A  
tG,xG&  
 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)。 0J)VEMC
  
e]jzFm~  
1. 结果：利用光线追迹分析 1p>&j%dk  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 mnMY)-6C  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 LrfyH"#!:  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ~xZ)b
tf  
5PHAd4=bJ  
!]f:dWSLB  
 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。 . =A|  
 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。 j|% C?N  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 .9bP8u2B{  
`4]-B@ 7_  
 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°。 2L2)``*   
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 )vur$RX  
4. 对准误差的影响：元件平移 5|[\Se#  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 `_e1LEH  
 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。 ! F&{I  
bO{wQ1)Z_  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^nL_*+V`f  

[=xO>  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 DCtrTX  
v?1xYG@1  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 wv
Saq+N  
s2+s1%^Ll  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 *C(XGX\?-  
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。 [.iz<Yh  
[[:wSAO>6'  
扩展阅读 xqzdXL}  
1. 扩展阅读 mm<rdo(`  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 \.dvRI'  
 开始视频- 光路图介绍 PT`gAUCw  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ddjaM/.E  
 其他测量系统示例： q:v&wb%  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)