[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) @Nx9)  
K69'6?#  
应用示例简述 JH9J5%sp  
Btn?N  
1. 系统说明 {JT&w6Jz  
(w3YvG.  
 光源 wwZ,;\  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Yj49
t_$b  
 元件 M6jy\<a  
— 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 C&%_a~  
 探测器 bI1N@
=  
— 干涉条纹 tyFzSrfc  
 建模/设计 0{D'n@veP  
— 光线追迹：初始系统概览 %tGO?JMkd  
— 几何场追迹加(GFT+)： $UWZDD  
 计算干涉条纹。 oG\Vxg*  
 分析对齐误差的影响。 _G@GpkSe>  
-Q*gW2KmV  
2. 系统说明 *g2x%aZWbG  
,f>k%_U}  
g) jYFfGfH  
3. 建模/设计结果 7?_CcRe  
#\OA)`U  
4. 总结 PJH&  
g2_"zDiw2  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #*
Ctwl,T  
VTE .^EK!  
1. 仿真 Fx.=#bVX7  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 " H\k`.j  
2. 计算 4tBYR9|  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :vbW  
3. 研究 e\L8oOk#r  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 iYy1!\  
26h21Z16q  
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。 7kEn \
 
&^jXEz;  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 L!xi  
tWcHb #  
 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。 Dlvz)  
#ABZ&Z  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 @q)d  
YT,{E,U;  
2. 说明：光源 3Y$GsN4ln  
cvL;3jRo  
K
}Qa~_  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 y:uE3Apm  
 因此，相干长度大于1m tCt#%7J;a  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 <a3WKw  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 eHUOU>&P]  
r~['VhI!;E  
(E1~H0^  
1'Dai`  
3. 说明：光源 8}:nGK|kx  
%xLhZ\  
~k5W@`"W  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 @6-jgw>W2  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 )^hbsMhO  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 t]G:L}AOl  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 N;%6:I./  
4. 说明：光学元件 dWBA1p  
GM<9p_ B  
jPkn[W# 6  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 *oix6  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 E]r?{t`]  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 0"z9Q\{}  
 透镜材料为N-BK7。 F!K>Kz  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 dPRra{  
R4d=S4i  
BZ^}J!Q'*  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 6Kz,{F@  
lp8v0e
4  
'|=;^Z7.K  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 9lE_nc  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td]  %;!.n{X  
TA~{1_l  
FpU>^'2]  
DtnEi4h,  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] xgtR6E^k  
6. 分光器的设置 /Z4et'Lo  
gBD]}vo-  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 c:.eGH_f  
7. 合束器的设置 <#HYqR',  
=2x^nW  
0{SL&<&  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 \l3h0R  
32 =z)]FZ  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 9N3eN  
Rf1x`wml  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Xn ;AZu^'R  
.N(p=9  
1. 结果：利用光线追迹分析 @KAI4LP  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 a'IdYW0  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 U/BR*Zn]*  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 #e5\j\#.  
4KrL{Z+}  
9_s`{(0?  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 rrv%~giU  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 <9 ;!3xG  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 HpnWoDM  
Xha..r  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 vr^qWn  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 8\gjST*  
4. 对准误差的影响：元件平移 NaCy@  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 `P ,d$H "  
 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。 xN%K^Tree  
Yz<1 wt7;  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 v*yuE5{  
8dyg1F  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 )\^-2[;  
8Q+36!  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 dcT80sOC  
=nHgDrA_  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 FC"8#*x  
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。 ?0xgRe<  
29q _BR *:  
扩展阅读 2f_:v6  
1. 扩展阅读 ;jTN| i'  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 3oG,E;(  
 开始视频- 光路图介绍 =mmWl9'mJ  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 nt.y !k  
 其他测量系统示例： /H+a0`/  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)