[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) *F:]mgg  
9CJUOB>]  
应用示例简述 +C;ZO6%w  
fEs957$  
1. 系统说明 f[7'kv5S  
u#p1W|\4  
 光源 1hZM))  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) V$ 38  
 元件 qq-&z6;$  
— 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 ;TSnIC)c  
 探测器 |}Mkn4  
— 干涉条纹 \$;\,p p  
 建模/设计 s cR-|GuZ  
— 光线追迹：初始系统概览 &o"Hb=k<  
— 几何场追迹加(GFT+)： Tp`)cdcC[  
 计算干涉条纹。 37p0*%a":  
 分析对齐误差的影响。 qIjC-#a=m  
m?<8 ':  
2. 系统说明 =)M8>>l  
2?t(%uf]  
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3. 建模/设计结果 6(9Ta'ywZ  
3JW9G04.  
4. 总结 ?]fBds=  
} Q1$v~  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 vzi=[A  
QN_5q5  
1. 仿真 \(T;@r  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 W\.f:"2qr  
2. 计算 7vr)JT=  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6$PfX.Fh  
3. 研究 eE7Rd>  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 K'?ab 0  
c
cD+o$7LT  
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。 `m2F.^qrr  
x?CjRvT$  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 VPN@q<BV  
O.rk!&N  
 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。 f~Kln
^  
h(/|`   
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 vJ"@#$.  
KD,b.s  
2. 说明：光源 oPa2GW8  
S\0"G*  
*<9D]  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 IR/0gP  
 因此，相干长度大于1m nWXI*%m5  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 K:'pK1zy  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 &)s A(  
(3]7[h7  
1&jX~'  
R63"j\0  
3. 说明：光源 GQ8I |E  
K?I@'B'  
t:=Ui/!q  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 /c'#+!19  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ZlO@PlZ)  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 P\2QH@p@t  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 &7@6Y{!/  
4. 说明：光学元件 1M3U)U  
JC=Bxv  
N#,4BU  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :~T:&;q0  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 W:5m8aE\  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 y|MW-|0=!  
 透镜材料为N-BK7。 :eIBK  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 W{-N,?z  
; $y.+5 q  
$ng\qJ"HF  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 =_ rn8  
K] Eq"3  
)3..7ht3^5  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 tkuN$Jl  
 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] &)bar.vw/  

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[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] Qy6Avw/$  
6. 分光器的设置 #Jm_~k  
CS"p[-0  
 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 tS!~>X  
7. 合束器的设置 sWX  
<|2_1[,sl  
"V9!srIC  
 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。 ]AHUo;(f%  
pnqjATGU  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2}}~\C}o+  
LG,RF:
 
 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)。 jM7}LV1Ck  
^)fB "!s  
1. 结果：利用光线追迹分析 x%(!+  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 MiSFT5$v6  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 9s7B1Pf  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 Y/$SriC_+'  
+m+HC(Z  
G4RsH/  
 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。 k~q[qKb8y:  
 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。 -_4! id  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ~Snw':  
|2oB3 \)/  
 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°。 3[e@mcO  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 R 7{rY  
4. 对准误差的影响：元件平移 t 1&p> v  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 PkVXn  
 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。 BFEo:!'F  
d@w I: 7  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Jz|(B_U  
Lte\;Se.tu  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 WYh7Y  
8bK}&*z<  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 zh4o<f:-  
| 'z)RFqj  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 8WyG49eic  
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。 4B> l|%  
~}M{[6!  
扩展阅读 @eMyq1ZU  
1. 扩展阅读 -!}1{  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 X:e'
@]Z)?  
 开始视频- 光路图介绍 !PQRlgcG  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 $"UAJ-  
 其他测量系统示例： ;{ezK8FJ}@  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)