[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) ozA%u,\7k  
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应用示例简述 WL3J>S_  
i'}"5O+  
1. 系统说明 xFyBF[c  
y tTppmJF  
 光源 },#AlShZu  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) _V` QvnT}  
 元件 Ef=4yH?\j  
— 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 \p)eY#A  
 探测器 5,R<9FjW  
— 干涉条纹 y/+y |.Xg  
 建模/设计 _HkQv6fXpE  
— 光线追迹：初始系统概览 |xpOU*k  
— 几何场追迹加(GFT+)： vb`:  
 计算干涉条纹。 qnO/4\qq  
 分析对齐误差的影响。
0- u,AD  
l{V(Y$xp3  
2. 系统说明 ,f
j~BkW{  
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EDg; s-T=  
3. 建模/设计结果 =E&1e;_xlE  
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4. 总结 > Qh#pn*  
~:-V<r,pe  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]K<7A!+@@p  
tz2$j@!=  
1. 仿真 \G6V-W  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 pH0MVu(W  
2. 计算 :{?Pq8jP  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 a(x#6
  
3. 研究 TH+TcYqO  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 07Oagq(  
%3q7i`AZ  
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。 GGFrV8  
:kucDQE({?  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 V}Pv}j:;  
^1XnnQa  
 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。 ^0/!:*?  
:Z]\2(x  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Vje LPbk)  
&tw{d DD6  
2. 说明：光源 ;5}"2hU>  
ak(P<OC-  
 "-G&]YMl  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 J#G\7'?{  
 因此，相干长度大于1m r7v1q  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 2O`s'&.h  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 (@xr/9:i  
a<Ps6'  
9tB:1n}  
&-|(q!jm  
3. 说明：光源 I@q4D1g  
?gS~9jgcd  
1@`mpm#Y  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Fw6x (j"  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 }do=lm?/  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 z4(Q.0x7  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 C6:; T%  
4. 说明：光学元件 Y^,G} &p  
Q_A?p$%;L  
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 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 M\=/i\-  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 xx,|n  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 1$uO%  
 透镜材料为N-BK7。 {c=H#- A  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 G88g@Exk  
K<"Y4O#]  
|z.Ov&d4)(  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [1.>9ngj  
4+au6ABy  
$-_@MT~  
 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)。 )>WSuf j  
 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] q6V\n:hKV  
OyTp^W`&  
YXTd^M~@D  

yv.(Oy  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 4:qM'z  
6. 分光器的设置 c+]5[6  
*7!*kqg!u  
 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 F0+@FS0  
7. 合束器的设置
o%?~9rf]]  
)Jd{WC.  
<,(Ww  
 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。 __,}/|K2  
+FtL_7[v  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 qvN 5[rb  
!8OUH6{2  
 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)。 JJE0q5[  
0D_{LBO6LU  
1. 结果：利用光线追迹分析 .k:Uj-&  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 k[;(@e@c  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ~bSjZ1`  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 )\0LxsZ  
ewzZb*\  
N+0`Jm  
 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。 p+|(lrYC  
 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。 GbbD)  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 UNd+MHE74I  
/*) =o+  
 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°。 \J3n[6;  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 D*o[a#2_  
4. 对准误差的影响：元件平移 )w!*6<  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 zu|=1C#5h  
 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。 ~:lN("9OI  
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jf  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 eXZH#K7S#  
B3iU#  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 L#NW<
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1r;.r|  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #u6ZCv7u  
.#$D\cwV  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 'CO3b,  
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。 MnymV;y"  
V61.UEN  
扩展阅读 L BP|  
1. 扩展阅读 {pW(@4U  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 .jjvS  
 开始视频- 光路图介绍 Fl&Z}&5p  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 k->cqtG  
 其他测量系统示例： N8w@8|KM  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)