[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) q{rc[ s?  
STC'j1U  
应用示例简述 `OY_v=}  
,oW8im   
1. 系统说明 uq}>5  
w% Ug9  
 光源 2iUdTy$  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) c'9-SY1'~  
 元件 -&#H@Gyw  
— 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 QU&b5!;&  
 探测器 Jy,Dcl  
— 干涉条纹 Wcgy:
4K3  
 建模/设计 H:~41f[  
— 光线追迹：初始系统概览 (IbT5  
— 几何场追迹加(GFT+)：
uW.)(l  
 计算干涉条纹。 ^,Sl^ 9K  
 分析对齐误差的影响。  c`'2  
;2m<#~@0  
2. 系统说明 ,{@,dw`lUz  
LnN6{z{M  

"}"Bvp^  
3. 建模/设计结果 ;tS4h  
mkfU fG&  
4. 总结 EDm,Y  
e3+'m  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 0G(T'Z1  
YpFh_Zr[  
1. 仿真 2?]NQE9lA  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 d83K;Ryd  
2. 计算 -{ Ng6ntS  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _T\~AwVc<  
3. 研究 *k$":A  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 
&Rgy/1
 
4{d`-reHg  
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。 B}= WxG|)  
r?e)2l~C8j  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 E%CJM+r!  
$-dz1}  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 q4XS E,  
u`l1 zMk  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 V 0<>Xo%  
4uUG0o  
2. 说明：光源 rPV\ F  
+LwE=unS  
mdu5aL  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Kt,ENbF  
 因此，相干长度大于1m Qrt[MJ+#  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 p]d3F^*i  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 R3]Ra&h6N)  
LoHL}1BG-  
M1Jnn4w*d  
q%u;+/|l  
3. 说明：光源 iJg3`1@j  
tUXq!r<'dT  
~!c~jcq]lZ  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 d%$'Y|  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 6?U2Et  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 nw3CI&Y`  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Xa._  
4. 说明：光学元件 ~]71(u2  
dP(*IOO.  
h9)QQPP  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 gi;#?gps  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 `[JX}<~i  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 $7{V+>  
 透镜材料为N-BK7。 VWoxi$3v  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Ju$vuE
O  
g;U f?  
{`0GAW)q  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 pq`Bg`c  
MtAD&+3$  
F=C8U$'S  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 7Zl-|  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] sF?N vp  
eATX8`
W  
,c:Fa)-  
uy~KJn?Tu  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] fDmGgD?  
6. 分光器的设置 4 |$|]E  
%2=nS<kC  
 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 N 3)OH6w"  
7. 合束器的设置 #NM.g  
ms'!E)  
PgZ~of&  
 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。 Y?Yix  
kI974:e42  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 6g@@V=mf  
jP6;~[rl  
 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)。 |[x) %5F  
XfFZ;ul  
1. 结果：利用光线追迹分析 OiAi{ 71  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 t@-:e^ v  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 6KmF 9  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 .$>?2|gRv  
#2c-@),  
5B{O!SNd  
 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。 apk06"/  
 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。 h3.wR]ut  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 j;fmmV@  
/U[Y w)  
 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°。 94L P )n  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 7\aLK#
 
4. 对准误差的影响：元件平移 v7VJVLH,I7  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 UA3
%I8gu_  
 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。 @p jah(i`  
H".~@,-}  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 eRllF`*  
( q^umw  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 j r6)K;:.  
v/f&rK*>  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 t#mW`rGE_  
JpDc3^B*  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6C>x,kU  
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。 ;pdW7  
fL4F ~@`9l  
扩展阅读 krm&.J  
1. 扩展阅读 s%`o  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 A(#hyb#  
 开始视频- 光路图介绍 eHG**@"X  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 pDD0 QO  
 其他测量系统示例： 4f~h
d-z  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)