[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) cZe'!
CQS  
G(As%r]  
应用示例简述 z|3`0eWIG  
B:?#l=FL  
1. 系统说明 ]l=O%Ev  
AhvvuN$n%  
 光源 BbrT f"`  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) fW.GNX8
 
 元件 `10X5V@hP  
— 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 \5'O.*pr  
 探测器 }dX/Y/  
— 干涉条纹 Gefnk!;;  
 建模/设计 G@!_ZM8h  
— 光线追迹：初始系统概览
\E$1lc  
— 几何场追迹加(GFT+)： x
d^&_P$=  
 计算干涉条纹。 .pM &jni Y  
 分析对齐误差的影响。 ua`6M  
|66m` <  
2. 系统说明 [,O`MU  
# 0GGc.  
L$1K7<i.  
3. 建模/设计结果 / R_ u\?k(  
PwW^y#96  
4. 总结 Q[J [=  
$D QD$  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 pi`;I*f/  

Y*@|My`  
1. 仿真 3ppuQQ  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 :E>&s9Yj?  
2. 计算 ,IIZXl@  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 w]};0v&\~s  
3. 研究 eo1&.FQu  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 WP0 #i~3*  
`$S^E !=  
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。 ?k{|Lk  
r\(v+cd  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 hPan  
i?F[||O"$  
 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。 tC&fAE:S  
$ !v}xY  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Z^s+vi  
sFLcOPj-%  
2. 说明：光源 X[V?T>jsM  
Z'Kd^`mt 9  
Ptx,2e&Hq  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 (%[Tk[  
 因此，相干长度大于1m Q0pzW:=s]  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 42fprt  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 >SvDgeg_7f  
hG=k1T%=  
8N%z9b  
R'zu"I  
3. 说明：光源 U,PZMz`2j  
"2a$1Wmj(  
Uz 0W <u3v  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ##H;Yb  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 wW-Ab  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ]/Vh{d|I&  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 `gt:gx>a  
4. 说明：光学元件 *zq.C  
C\ vC?(n  
: (gZgMT  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 U^[<  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 D?^540,b  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ,eDD:#)$}  
 透镜材料为N-BK7。 z!$gVWG  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 3:lDL2  
EZ<80G  
eOt%xTx  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 RdgVBG#Z1  
6B#('gxO  
QC{u|  
 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)。 wepwXy"  
 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] Z?17Pu'Dp  
4QE=f(u;h  
il12T`a  
!tU'J"Zy  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] Pp+~Cir  
6. 分光器的设置 D*\v0=P'?  
bDDqaO ,8  
 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 y}N&/}M:}8  
7. 合束器的设置 _.{zpF=j  
Pt)S;
6j  
(YwalfG {C  
 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。 f^p^Y F+  
9@ndiu[  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 $2KK:{VX  

6\4Z\82  
 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)。 aG(hs J)  
,}0$Tv\1  
1. 结果：利用光线追迹分析 Z\Z,,g+WL  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ;3;2h+U*  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 %X>FVlPm  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 _({@B`N}  
ZQAO"huk]  
R_1qn  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 H_w%'v&  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 <~{du ?4n  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 nO{ x^b <  
E1 |<Pt  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 uvnI>gv  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 /[K_ &  
4. 对准误差的影响：元件平移 M-J<n>hl  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 *}cSE|S%  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ?^u^im  
{\G`]r-cM  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {6*#3m Kk  
M0L&~p_F  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 53Yxz3v  
=dzWmL<~8  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >2b`\Q*<  
xJc$NV-JzK  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 raE Mm  
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。 ~y /!fnv  
Bz /@c)  
扩展阅读 Gb2L }  
1. 扩展阅读 <T+!V-Pj*  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 G:IP? z]  
 开始视频- 光路图介绍 &Z;_TN
9[  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 Y$<D9fs3  
 其他测量系统示例： h
|bT)!|  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)