[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) ?m%h`<wgMc  
XX;6 P  
应用示例简述 UPh=+s #Q  
4
jwu'7Q  
1. 系统说明 +&v\ /  
7k8n@39?  
 光源 t8J/
\f=  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) @|A|  
 元件 JJk#,AP  
— 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 1=GI&f2I  
 探测器 E%pz9gcSx  
— 干涉条纹 ~1 ZD[@  
 建模/设计 D!3{gV#  
— 光线追迹：初始系统概览 7Ua7A  
— 几何场追迹加(GFT+)： W4(?HTWZ  
 计算干涉条纹。 V0i9DK|!  
 分析对齐误差的影响。 RXSf,O  
;Rnhe_A.  
2. 系统说明 q? z>  
'1+.t$"/tU  
nB@UKX  
3. 建模/设计结果 DZ`k[Z.VZ  
EA0iYzV  
4. 总结 sg?@qc=g  
lgD]{\O$ip  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 NPU^)B  
;bjnL>eW  
1. 仿真 ^X?D#\  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 <|F-Dd  
2. 计算 4<gJ2a3  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 /^<en(0=P  
3. 研究 #+jUhxq  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 rG6\ynBX%  
@EZ>f5IO+  
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@cz ?%]  
UzQ$B>f  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 W<'<'z5  
qo;)X0N  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 Mtp%co)f  
Q<=Y  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 VXC4%  
"'{OIP  
2. 说明：光源 CT"Fk'B'  
h|W%4|]R)  
x:-`o_Q*i  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 *\q8BZ  
 因此，相干长度大于1m g [L  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 r*d Q5 _  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 [m#NfA:h,  
n2'|.y}Um:  
H@W0gK(cS;  
^KH%mSX>  
3. 说明：光源 2%YXc|gGT  
[x_s/"Md;  
*zQOJsg"e  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ,)$Wm-  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Mq+<mX7  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ua#K>sur.  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 P(_(w 9  
4. 说明：光学元件 -Enbcz(B  
VkXn8J  
!;WbOnLP  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 WOb8"*OM  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Wem?{kx0  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Bbs 0v6&,  
 透镜材料为N-BK7。 2f{kBD  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 HD00J]y_   
NbDda/7ki  
t-EV h~D1p  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Mjw[:70  
u}CG>^0C  
m/?h2McS  
 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)。 t|=n1\=?  
 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] a7 )@BzF#  
FV8\+ep  
MPG+B/P&  
Oga1u  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] s01$fFJgO  
6. 分光器的设置 m3"c (L`B  
_LsYMUe  
 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 
3_U\VGm  
7. 合束器的设置 D;C5,rNt  
j4vB`Gr]  
Cqa3n[Mhw1  
 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。 ASq`)Rz  
.h6Y<
E  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 '\'7yN'  
+{^'i P  
 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)。 VO|u8Z"  
w(#:PsMo<  
1. 结果：利用光线追迹分析 k!vHO  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 m9I(TOw  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 i6A$1(:h  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 vVdxi9yk  
w'XSb.\)_m  
|
is 9  
 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。 iz(m3k:w  
 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。 -G!6
U2*#  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 8_Jj+  
`>y[wa>9r  
 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°。 D/*vj|  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ^@Y9!G=  
4. 对准误差的影响：元件平移 9<w=),R`8  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 kp.|gzA6  
 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。 F*. /D~K  
$Uy#/MX  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 c%b\CP\)W  
4a1BGNI%SW  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 |&(H^<+Xp  
k=FcPF"  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 QdirE4W  
pj j}K  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ym[+Rw  
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。 O2$!'!hz  
/LSq%~UF  
扩展阅读 Zr5'TZ`$  
1. 扩展阅读 C\J@fpH(t`  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Od*v5qT;$  
 开始视频- 光路图介绍 uH=Gt^_  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 M Ey1~h/  
 其他测量系统示例： qPp]K?.  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)