[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) Ns $PS\  
{Xp.}c  
应用示例简述 lN&GfPP6  
^?A+`1-  
1. 系统说明 94R+S-|P  
l>]M^=,&7  
 光源 ,t[D1KZt  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) [ M'1aBx^  
 元件 N.<hZ\].=
 
— 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 #=tWCxf=  
 探测器 r
 {8  
— 干涉条纹 Xnh1pwDhe<  
 建模/设计 ?( '%QfT  
— 光线追迹：初始系统概览 f6#H@ X  
— 几何场追迹加(GFT+)： `=*svrmS  
 计算干涉条纹。 LiRY-;8=  
 分析对齐误差的影响。 w7C=R8^  
k8ck#%#}Wu  
2. 系统说明 X*~YCF[_  
-
"<f(  
5YCbFk^  
3. 建模/设计结果 ;CW$/^QNr5  
D%A-& =  
4. 总结 YU`{  
}u&JX  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =VU2#O  
EAfSbK3z  
1. 仿真 7'I
7  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 h(L5MZs  
2. 计算 )t4C*+9<U  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 BCbW;w8aI  
3. 研究 $Yka\tS'  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 J]UHq$B  
~IXfID!8  
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。 twn@~$  
yV. P.Q  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 .EdV36$n  
)N/KQ[W  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 l.BNe)1!22  
I?"5i8E  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 bo2Od  
m";gD[m  
2. 说明：光源 4Y!v$r  
:q=OW1^k^  
5f5ZfK3<i  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 >W<5$.G  
 因此，相干长度大于1m mm8O  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 8`2K=`]ES+  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 eG v"&kr  
!xI![N^  
;vitg"Zh>  
X&IY(CX  
3. 说明：光源 {>Px.%[<  
g6V*w
jC  
?KN_J  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Ce:ds%  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 |>4{4  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 LPO" K"'w  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 gm DC,"Y<  
4. 说明：光学元件 tpN}9N  
;qMlGXW*q  
Mx"tUoU6z  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 AqkK`iJ#  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Ei-OuDM;)  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 q4{tH  
 透镜材料为N-BK7。 A3_9MO   
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 bRp[N  
TE~@Bl;{?c  
RHbw
q
]  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 F!{SeH:  
[78 .%b'  
wNZ7(W.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)。 LnGSYrx1  
 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] 7Cf(y'w^  
B
*IDx`^Y  

U4gJ![>5j  
#4M0%rN  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] _=5ZB_I  
6. 分光器的设置 _3a 5/IZ  
k 9rnT)YU  
 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 $ *A3p  
7. 合束器的设置 d}_c(  
=Qrz|$_rv  
^q\zC%.  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 DlI5} Jh  
Hea<!zPH  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 "[yiNJ"kt  
;kBies>V  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 [<QWTMjR  
S!_?# ^t  
1. 结果：利用光线追迹分析 K5&C}Ey1  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 VKz<7K\/  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 lvi:I+VgA  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 /MH@>C _  
;!?K.,N:N  
J-F_XKqH  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ;0}2@Q2@ZK  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 u,:`5*al{  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 zi .
,?Q  
\DK*>
k  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 ()?co<@(l  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 bq-\'h f<  
4. 对准误差的影响：元件平移 j*d~h$[k  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 <t% A)L%  
 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。 ~-wJ#E3g  
%PbqASm  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 G6{A[O[  
C)s1' =TZ  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 W+e*(W|d6  
.+}o'rU  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 yMl'1W  
5C1Rub)  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 'hw@l>1\9  
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。 H^;S}<pxW  
@;D}=
$x  
扩展阅读 6xh#;+e}  
1. 扩展阅读 -Jo :+

].  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 &xroms"S=  
 开始视频- 光路图介绍 Mk/!,N<h#  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 {))S<_yN  
 其他测量系统示例： o~_>p/7;  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)