[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) AV"fOK;#A  
W`}C0[%VW  
应用示例简述 Bvke@|]kW  
yi7m!+D3  
1. 系统说明 %E\&9,  
2&st/y(hs  
 光源 Q;m:o8Q5  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) [D[&aA  
 元件 9C?;'  
— 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 iGG;  
 探测器 CRK%%;=
>  
— 干涉条纹 [yzDa:%  
 建模/设计 k 7 !{p  
— 光线追迹：初始系统概览 4CR.=  
— 几何场追迹加(GFT+)： ]
JQ';%dne  
 计算干涉条纹。 Y7QIFY's~  
 分析对齐误差的影响。 8Vcg30_+  
6$"gm$3O]  
2. 系统说明 +}IOTw"O`  
wB(A['k  
rFY% fo  
3. 建模/设计结果 L B:wo.X  
h^{D "  
4. 总结 }O+F#/6  
Ey5E1$w%&  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Tvd=EO  
bERYC|  
1. 仿真 ?
k$3( -  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 GEr]zMYG[A  
2. 计算 Jvysvi{8  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,j{$SuZM  
3. 研究 `4Jlf!  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 v!oXcHK/  
7x *]  
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。 &|t*9D  
N7A/&~g5L  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 <"|BuK  
Yb57Xu  
 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。 XdKhT618G  
>P7|-bV  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *KF-q?PBb  
oM`[&m.
,  
2. 说明：光源 3Lx]-0h  
xngK_n  
]YF[W`2h  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 %M+ID['K9/  
 因此，相干长度大于1m ulM6R/V:?  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 tOn_S@/r  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 +" 4E:9P?  
V,=V   
AplXl=  
T\g%.  
3. 说明：光源 Xne{:!btw  
XP
Nk#"  
^MPl wx  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 b"-eQb  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 _h#SP+>  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 l@-J&qG  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 =i
 jGB~  
4. 说明：光学元件 !MNo 8dC;  
~`Q8)(y<#$  
H]a;<V9[  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 I4%&/~!  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ejYJOTT{^  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 $E;`Y|r%WK  
 透镜材料为N-BK7。 o,a3J:j]  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 FyuCYg \p  
]$)J/L(p/]  
rf.w}B;V;  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Q>y2C8rnJ/  
{9wBb`.n^  
[
eV!ho*r  
 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)。 31b9pi}nf  
 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] ]<D9Q>  
9)={p9FZY  
't3/< h<  
Ql-RbM  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] D0(QZrVa  
6. 分光器的设置 so h3d  
.Y.\D\>
~  
 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 Jt6~L5[_s  
7. 合束器的设置 |s
WH!:]49  
Lx&2)  
AtNu:U$  
 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。 <'H^}gQow  
.%>UA|[~:  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 B42.;4"T  
VIo %((  
 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)。 BwO^F^Pr?k  
9kj71Jp&}  
1. 结果：利用光线追迹分析 =>".  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 d)m+Hc.  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 pQc5'*FKd  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 xcO Si>  
Y>z~0$  

$<c0Z6f  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 yRaB\'  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 A$G>D3  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ffo{4er  
E.kGBA;a?  
 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°。 TqK`X#Zq  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 O)|{B>2r  
4. 对准误差的影响：元件平移 +5(
#~  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 xcfEL_'o  
 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。 kmjSSh/t  
?.#?h>MS{s  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,.Ac= "
f  
F8S -H"  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y85M$]e,  
_+%RbJ~H  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 zr
Yhx!@  
7c|8>zES:E  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 nff&~lwhZ  
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。 .]`LR@qf  
C*kGB(H7  
扩展阅读 uNe5Mv|}  
1. 扩展阅读 ej
dYh $  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 D{YAEG   
 开始视频- 光路图介绍 1euL+zeh  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 s-]k7a2V  
 其他测量系统示例： 3uO#/EbS  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)