[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) ("<3w2Vlh  
S^? @vj  
应用示例简述 dtw1Am#Ci  
qMD6LWJ  
1. 系统说明 vi')-1Y KM  
p1 > D  
 光源  m/gl7+  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m)
*9M 5'  
 元件 j38>,9u,  
— 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 h?5$-#q~  
 探测器 t$^1A1Ef  
— 干涉条纹 o6,$;-?F_  
 建模/设计 fz#e4+oH  
— 光线追迹：初始系统概览 ,7,x9qE"  
— 几何场追迹加(GFT+)： Vb*q^ v  
 计算干涉条纹。 [ &RZ&  
 分析对齐误差的影响。 "PK\;#[W|  
ac%%*HN,  
2. 系统说明 FZ'|z8Dm  
??0C"8:[  
Z? u\  
3. 建模/设计结果 zim]3%b*A;  
8gwJ%"-K  
4. 总结 xtMN<4#E  
pv*u[ffi  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $o"Szy  
,Q!sns[T  
1. 仿真 RO?5WJpPj  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ImO
\X`{  
2. 计算 |3`Sd;^;  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 M>^Ho2  
3. 研究 Q= IA|r
N  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 >fRI^Q,  
}w .[ZeP  
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。 gBfYm  
ZRN*.  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 !N:!x[5  
b)RU+9x &  
 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。 m`CcU`s  
+InAK>NZ'  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 l6Wa~E  
fWiefv[&  
2. 说明：光源  *X- 6]C  
l]D?S]{a  
!i=LQUi.  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 0; GnR0  
 因此，相干长度大于1m
!dQG 5v  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 \x?q!(;G2  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 |6/k2d{,(  
_1jd{?kt  
B@g 0QgA  
Y^DS~CrM  
3. 说明：光源 0Y[LzLn  
(8DJ
f"}  
.U|irDO  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Wm>[5h%>  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 <?UbzT7X  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 "`]G>,r_  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 'F>eieO
 
4. 说明：光学元件 &5>R>rnB  
G?D7R/0)  
[r,a0s  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 8OE=7
PK  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 N>qOiw[  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 [iVCorU  
 透镜材料为N-BK7。 \; ! oG  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 %xZYIYKf  
6UK{
0\0  
_K"|}bM  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 KW.*LoO  
9}p>='  
Za68V/Vj  
 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)。 4FSA:]o-  
 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] ?m.WqNBH7  
^<X+t&!z  
 PI_MSiYQ  
7PQ03dtfg  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] R gY-fc0  
6. 分光器的设置 gB/4ro8  
/@Qg'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 4qMqAT  
7. 合束器的设置 umPd+5i  
IvuKpX>*  
egQB!%D  
 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。 ~uy{6U{&I  
CqW:m*c  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 NIZN}DnP  
.B2?%2S  
 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)。 *J^l r"%c  
XaT9`L<  
1. 结果：利用光线追迹分析 "|P8L| @*  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 wdS4iQD  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 /5cFa  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 _,*ld#'s  
vv='.R, D  
VB 53n'  
 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。 &o{=  
 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。 anDwv }  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 yB][ 3?lv  
Ky"]L~8$  
 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°。 \@G 7Kk*l  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 &!/E&e$_  
4. 对准误差的影响：元件平移 b4NUx)%ln  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。
CjtBQ5  
 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。 ['9awgkr/  
<}e2\x  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )qXl8HI  
;. jnRPo";  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 \HR<^xY  
Xvy3D@o  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c6 O1Z\M@\  
IE/F =Wr  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 SvR:tyF  
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。 *Uq1q  
M#<U=Ha  
扩展阅读 %:61@<  
1. 扩展阅读 l#40VHa?S  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ahezDDR-.i  
 开始视频- 光路图介绍 yb 7  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 O>8|Lc  
 其他测量系统示例： |Z\?nZ~  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)