[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) rerUM*0  
3uB=L7.  
应用示例简述 77Q4gw~2U  
1)nM#@%](h  
1. 系统说明 T9&,v<f  
TPV6$a<  
 光源 y$+!%y*  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) TW;|G'}$  
 元件 h+ `J=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 "H/2r]?GT  
 探测器 )of5229  
— 干涉条纹 8+@1wk
s  
 建模/设计 rF <iWM=  
— 光线追迹：初始系统概览 HXlr  
— 几何场追迹加(GFT+)： 9P,A t8V(  
 计算干涉条纹。 98"z0nI%  
 分析对齐误差的影响。 "RR./e)h  
VyBJIzs0  
2. 系统说明 g~i''lng  
|1\dCE03}  
&Nj:XX;X  
3. 建模/设计结果 $A5B{2  
Huug_E+  
4. 总结 ~]m@k'n  
?trt4Tbe/  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Y'+F0IZ+  
Xm0&U?dZB  
1. 仿真 GSUOMy[M-  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 wUZ(Tin  
2. 计算 iPtm@f,bI  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !Ed<xG/  
3. 研究 P"h,[{Y*>  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ^|a&%wxA  
c=jTs+h'  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 H8=vQy  
7!` C TE  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ;{F;e)${M  
0YsN82IDD  
 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。 '6Z/-V4k  
)=SYJ-ta<  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 :a^,Ei-&  

3ec==.  
2. 说明：光源 OA8b_k~  
jT wM<?  
v=yI#
5  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 aS1P]&  
 因此，相干长度大于1m J?HZ,7X:  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 B2Awdw3=g  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 tr67ofld|  
q}7Df!<|  
9O0  
EssUyF-jwU  
3. 说明：光源 )eedfb1
  
aGzdur  
ah&plaVzC  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 L}sm R,  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 _QtQPK\+  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 BzG!Rg|J  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 '=G<)z@k  
4. 说明：光学元件 3!L<=X  
xr7<(:d  
kosJ]q'U  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ;H#R{uR_<  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 /EAQ.vxI  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 AQBx k[  
 透镜材料为N-BK7。 b3HTCO-,fC  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 #.t$A9'  
G4`sRaT.  
YaE['a  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 <xh'@592  
+ 1%^c(3  
HDXjH|of  
 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)。 V~^6 TS(  
 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] ^{]sD}Q"  
~6kA<(x  
Zo638*32  
h/y}  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] BrH`:Dw  
6. 分光器的设置 `?S?)0B  
JMe[ .Sx  
 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 A,CPR0g%  
7. 合束器的设置 moM&2rgdrQ  
!v;_@iW3e  
Q9'p3"yoE  
 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。 k~EPVJh"  
kviSQM2  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @IKe<{w  
((IBaEq  
 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)。 z{M,2  
IF?B`TmZ  
1. 结果：利用光线追迹分析 r#Oz0=0u  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 U&\{/l  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 T|iF/p]F  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 5qB=@O]|G;  
I!0+RP(  
}
c#/1J7  
 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。 vgp%;-p(  
 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。 /F9lW}pd  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 &``oZvuB  
A-`J!xj#/  
 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°。 /Gv$1t^a  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 "^e?E:( 3  
4. 对准误差的影响：元件平移 "}aM*(l+\  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 B]}V$*$\?  
 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。 imq(3?  
!l~aRj-WZ  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7?WBzo!!L  
kxf=%<l  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 TFA  
X35U!1Y\  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 54DR.>O  
q _|5,_a  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ]BBgU[O) !  
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。 1b%7FrPkd  
]c=1-Rl
  
扩展阅读 s3
!LR2qiF  
1. 扩展阅读 &bgi0)>  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 3s$.l}  
 开始视频- 光路图介绍 myX0<j3G5  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 G")EE#W$}  
 其他测量系统示例： :R\v# )C  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)