[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) )TfX}  
#HDP ha  
应用示例简述 =28ZSo^  
QQ,V35Vp[  
1. 系统说明 Hk
f<.U  
CzDV^Iv;Q{  
 光源 j=dGNi)R  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Hp>_:2O8s  
 元件 %
(1Jt"9|  
— 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 4#,,_
\r  
 探测器 OF}."a  
— 干涉条纹 _vJ(F  
 建模/设计 )7C+hQe  
— 光线追迹：初始系统概览 %p:Z(zU  
— 几何场追迹加(GFT+)： '=0l{hv@  
 计算干涉条纹。 dv Vz#  
 分析对齐误差的影响。 mclV"?  
.uinv  
2. 系统说明 :b0|v`FU  
B.C:06E5  
;i?rd f  
3. 建模/设计结果 T65"?=<EB  
Ft^X[5G4L  
4. 总结 8VtRRtl  
R=<%!  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 WMa`!Q  
J4x|Afp  
1. 仿真 T/FZn{I  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 VAo`R9^D#  
2. 计算 D*>#]0X  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 z=TOGP(  
3. 研究 #KNl<V+c}1  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 )5NWUuH 5  
OdpHF~(Y/  
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。 ^xgqs $`7  
|/ji
'Bh  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ^/VnRpU  
"@^Q"RF  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 .D*~U
I  
9 p,O>I  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 AB{zkEuK  
v>HOz\F  
2. 说明：光源 I$R
1#s  
.4ZOm'ko{  
rog1  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 [mQdc?n\  
 因此，相干长度大于1m L?Ys(a"k  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 -&Q+x,.%  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 S.{   
=XtQ\$Pax  
p6aR/gFkqv  
+$Y*1{hyOo  
3. 说明：光源 R
58NTPm  
]Ok'C"V(j  
QJ(5o7Tfn  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 vvG"rU  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 61b*uoq0w?  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 NMQG[py!f  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 'oK oF  
4. 说明：光学元件 XUKlgl!+.  
AusjN-IL  
r
W090Py  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 in5e *  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 sgDSl@lB  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 PxQQfI>  
 透镜材料为N-BK7。 rHM^_sYRb  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 MV
??S{^4  
Qwt0~9n(  
a#
{"3Z2|  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 {6WG  
//;(KmU9  
$2,tT;50g  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 +q;{%3C  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] )iM( \=1ff  
1C<d^D_!p  
YU"/p|!1  
.k-6LR  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] -`DYDIr  
6. 分光器的设置 Ep;i],}  
4'=Q:o*w`  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 uI9*D)  
7. 合束器的设置 Kc95yt  
Ov<c1y;f  
%)r:!R~R  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 w/O'&],x  
%8D>aS U  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 39hep8+  
4# PxJG6m  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 s9a`2Wm  
>{q+MWK  
1. 结果：利用光线追迹分析 Il9xNVos#  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 FZn1$_Svr  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 >Oj$Dn=  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 -seLa(8F  
s+v9H10R
 
VBQAkl?(}4  
 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。 )D
hE~  
 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。 jrFPd  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 MH#"dGGu  
A_\Jb}J1<  
 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°。 wn?oHz*  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 #^r-D[/m  
4. 对准误差的影响：元件平移 ;Z"MO@9:  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 }~|`h1JF  
 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。 Jz>P[LcB  
[ i,[^  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Pg8boN]}  
3o[(pfcU  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 R[
v0T/  
=oIt.`rf  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $*G3'G2'iS  
>;1w-n  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 y>x"/jzF#  
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。 =WUL%MfW  
XVt;hO  
扩展阅读 i KQj[%O  
1. 扩展阅读 Pe,ky>ow  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 \t1#5  
 开始视频- 光路图介绍 H390<`  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 __xmn{{L6P  
 其他测量系统示例： XWAIW=.  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)