[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) O$r/{{I.  
B<L7`xL  
应用示例简述 MvZa;B  
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1. 系统说明 @*<0:Q|m  
*]HnFP  
 光源 aL[6}U0(}  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ?Xvy0/s5  
 元件 >i*,6Psl[Z  
— 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 wdP(MkaV  
 探测器 N,K/Ya)1  
— 干涉条纹 VQqBo~  
 建模/设计 G3
:!]}
 
— 光线追迹：初始系统概览 66F?exr  
— 几何场追迹加(GFT+)： M5w/TN  
 计算干涉条纹。 E\DA3lq  
 分析对齐误差的影响。 l3p :}A  
=q]!"yU[d  
2. 系统说明 9MfU{
4:;I  
kd!?N  
W9w*=W )Z  
3. 建模/设计结果 'm~=sC_uL  
6Ot~Q  
4. 总结 ;$&\:-6A#  
-->0e{y  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 siI%6Gn;  
=MQ/z#:-P  
1. 仿真 nyi!D  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 R)k\  
2. 计算 \\\8{jq  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 LWJ ?p-X  
3. 研究 M\4`S&  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 3E*m.jX  
gep#o$P  
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。 Sp X;nH-D  
tjFX(;^[  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 <$e|'}>A  
?< b{  
 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。 @T\n@M]  
3:nBl?G<  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 dWQs
C|  
:CE4< {V  
2. 说明：光源 A/<u>cCW  
z4SJxL  
'+_>PBOc  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 gEj#>=s  
 因此，相干长度大于1m `5@F'tKQ  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 5_'lu  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 J;obh.}u"{  
Z,#H\1v3lB  
;9k>;g3m  
[o#% Eg;  
3. 说明：光源 ia'z9  
=|agW.l  

%nY\"  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 JnsJ]_<  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 CfU|]<  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 =lJ ?yuc  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 4c< s"2F  
4. 说明：光学元件 95
mf  
).5X  
3>1^$0iq  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 W\kli';jyC  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 kh0cJE\_^  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 EB*sd S  
 透镜材料为N-BK7。 f zo'9  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 D|9+:Y  
Bx#i?=*W  
r+FEgSDa]  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 h`|04Q  
mF*x&^ie  
tNTSy
=  
 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)。 m]2xOR_  
 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] 0MHiW=  
?A3L8^tR  
k3#'g'>yh  
tVn?cS  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] H\S)a FY[  
6. 分光器的设置 W91yj:  
GF ux?8A:%  
 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 lv 8EfN  
7. 合束器的设置 5YD~l(,S1]  
d<a|dwAeh  
;>?h/tS6  
 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。 o&q>[c  
!?>V^#c  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 6CBk=)qH  
h+[6i{  
 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)。 -G,}f\Cg  
MoIh=rw  
1. 结果：利用光线追迹分析 !&VfOx:PN  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 AYbO~_a\N  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 GD
xv2^4  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 W" 5nS =d%  
qNEp3WY:  
"313eeIt%i  
 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。 FO2e7p^Q  
 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。 zU?O)w1'  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 WUYI1Ij;  
$O%{l.-O  
 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°。 j!u)V1,  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 kTvM,<
 
4. 对准误差的影响：元件平移 79h~w{IT@  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 L!fTYX#K]  
 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。 ]i*ucW4  
_VrY7Mz:r  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )j_El ]?  
W:d p(,L  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 iQ)ydY a  
||Zup\QB  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ix3LB!k<  
4_R|3L  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 S0,\{j  
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。 Qz~uD'Rs/  
<g[z jV9p  
扩展阅读 ^|Q]WHNFB  
1. 扩展阅读 .hl_zc#  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 vi,hWz8WB  
 开始视频- 光路图介绍 |YJ83nSO~  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 I~GF%$-G  
 其他测量系统示例： ZwmucY%3  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)