[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) jX'pUO  
k}kwr[  
应用示例简述 NR&a er  
Z>w@3$\z  
1. 系统说明 ZR3sz/ulLd  
SK/}bZ;f  
 光源 Bk.`G)t  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) |9 *$6Y  
 元件 dUn]aS  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 <MO40MP  
 探测器 ML$#&Z@ *7  
— 干涉条纹 *a_QuEw_k  
 建模/设计  `m_fi  
— 光线追迹：初始系统概览 +NB5Fd4  
— 几何场追迹加(GFT+)： $hk_v~zM  
 计算干涉条纹。 8zeD%Uv  
 分析对齐误差的影响。 JKp@fQT *  
y&4im;X0  
2. 系统说明 26_PFHQu4  
M>RLS/r>d  
2"xhFxoD7  
3. 建模/设计结果 } -hH2  
e6gj'GmY  
4. 总结 R 'mlKe x  
_mQ~[}y+?  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 JP]4* 
l  
xU.Ymq& 5  
1. 仿真 :SF8t`4`  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Oh`Pf;.z%  
2. 计算 }LIf]YK  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 RKs
_k`N0  
3. 研究 hoPh#? G  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 kmfz.:j{  

L<<v   
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。 aC'#H8e|j  
M@.?l
=1X  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 gd31ds!G  
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22   
 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。 %s%e5hU  
#zd}xla0]  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ,n5 [Y)  
5bK:sht  
2. 说明：光源 =PBJ+"DQs  
'_=XfTF  
"0"8Rp&V|  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =6w(9O  
 因此，相干长度大于1m BS3BJwf; f  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 i6h0_q
8 >  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 rlDJHR6  
{
-5b[m(  
);F /P0P  
ZcN%F)htm  
3. 说明：光源 Q
F_K^(  
MES|iB
 
CH h6Mnw  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 U./1OZ&  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 z1~U#  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 >\!>CuU  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ^UpwVKdP  
4. 说明：光学元件 o|a]Q  
L@5g#mSl  
PmE2T\{s!  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 m4T`Tg#P  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 !}uev  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。
myY@Wp  
 透镜材料为N-BK7。 Uw_z9ZL  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 h5#V,$  
.l&<-l;UQ  
i_;]UvP  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 lhV'Q]s@6  
.hXdXY  
nR~L$Wu5_a  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 3UX})mW  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] e_pyjaY!s  
GwVSRI:[N  
#6<9FY#  
jG3i )ALx  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 7^:0?Q  
6. 分光器的设置 Ijj]_V{,  
u kKp,1xz  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 [P_1
a`b  
7. 合束器的设置 6|:]2S  
%sLij*  
lTv_%hUp  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ^Ru/7pw5  
4 p(KdYc  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 M e  
6,|)%~VUm  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 :3Z"Qk$uR  
f&ym'S  
1. 结果：利用光线追迹分析 Ls^$E  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ~?{"H<  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 .ZrQ{~t  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ^CwzAB  
:bgi*pR{  
\/9uS.Kw  
 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。 ^4yFLqrC  
 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。 ewtoAru  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 hQfxz,X  
vx_v/
pD  
 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°。 <vV?VV([  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ` 0k  
4. 对准误差的影响：元件平移 &?<o692  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 L6O@q`\z  
 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。 B/Lx,

 
r,x;q  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +'x`rk
 
'N0/;k0ax  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 E0}jEl/
{  
<c6C+OWT,  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 BS#@ehdig  
T%xB|^lf  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 X] /r'Tz  
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。 (6G5UwSt  
f[!QR  
扩展阅读 ;%#@vXH[Oo  
1. 扩展阅读 >w?O?&Q$  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 dHnId2@#  
 开始视频- 光路图介绍 s]r"-^eS3  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 .Tdl'y:..  
 其他测量系统示例： 4y+]V~p  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)