[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) /%)J+K)  
iq#Z\Y(  
应用示例简述 <+a\'Xc  
ZD/!C9:&.0  
1. 系统说明 = 4If7  
cmTZ))m  
 光源 ?2M15Q  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) OQq7|dZu  
 元件 <Wd$6  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 1\McsX4  
 探测器 6T-(GHzfHJ  
— 干涉条纹 Wg[`H=)Q  
 建模/设计 MI/1uw  
— 光线追迹：初始系统概览 _ |; bh  
— 几何场追迹加(GFT+)： U;(&!Ei  
 计算干涉条纹。 a4
wh-35/  
 分析对齐误差的影响。 (8I0%n}.Zo  
>QyMeH  
2. 系统说明 eg3{sDv,  
Xf0pQ]8\  
<ANKoPNie  
3. 建模/设计结果 \rpu=*gt  
 >4Lb+]  
4. 总结 * .e^s3q$  
Y/ `
fPgE  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 lBCM;#P  
olqHa5qn  
1. 仿真 7 MfpZgC  
以光线追迹对干涉仪的仿真。  -x7L8Wj  
2. 计算 +,smjg:O  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 MV/JZ;55  
3. 研究 !} 1p:@  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 M! s&<Bi  
fROhn}<**[  
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。 `);`E_'U k  
'K0Y@y  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 dLAElTg  
M4QMD;Ez  
 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。 V3jx{BXs2  
eC1cE  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 k,r\^1h  
Y4i-Pp?  
2. 说明：光源 Bp}<H<@  
4'{j'kuv  
)wKuumet  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Y A;S'dxY  
 因此，相干长度大于1m l_8t[  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ^,?]]=mE  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 k\EMO\je  
i$
Zhk1  
7_JK2  
T-27E$0  
3. 说明：光源 RY*6TYX!  
)]/!:I4e  
a/?gp>M9  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 kcQ |Z
g  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 E;h#3 B9  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 7Npz {C{I  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Q<"zpwHR  
4. 说明：光学元件 \ Xuu|]  
e'u9 SpJ  
D[U5SS!)  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 I@[.W!w  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 H*l8,*M}  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 gllXJM^ -  
 透镜材料为N-BK7。 JK,k@RE y]  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 T9u/|OP  
#MI}KmH  
#w#B'  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Yh4e\]ql~N  
p#3P`I>ZrT  
1(C%/g#"  
 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)。 O10h(Wg  
 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] bGDV9su  
Y(<>[8S m  
Jln dy
pE  
5?QR  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] iX~V(~v  
6. 分光器的设置 $NqT={
!  
Y0U:i.)  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 TC ^EyjD  
7. 合束器的设置 mw.9cDf  
VTD'D+t  
i5|!MIY  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 KbSIKj  
BLfoU_Z  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Cvq2UNz(R  
l 4(-yWC$H  
 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)。 z$;z&X$
j  
?-J\~AXL  
1. 结果：利用光线追迹分析 /)6<`S(  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 @TsOc0?-  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 A"p7N?|%  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 %KRAcCa7  
Pr/K5aJeg  
><5tnBP|+L  
 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。 u|APx8?"o  
 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。 `2Vc*R  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 S_aml  
D24@lZ`g~  
 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°。 #O qfyY!  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 =p:D_b  
4. 对准误差的影响：元件平移 #\o VbVq  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 1+v)#Wj  
 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。 b4i=eI8  
vY:A7yGW  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wF[^?K '  
79=w]y  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 V#=o<  
(+(YO\ng6  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Q]A;VNx  
u:NSPAD)  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 M+9G^o)u  
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。 ^
.M*pe  
vEOoG>'Zq  
扩展阅读 >kd&>)9v  
1. 扩展阅读 PL[7|_%  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 S2h?Q$e3  
 开始视频- 光路图介绍 c{7!:hi`x  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 2VA\{M  
 其他测量系统示例： D~G24k6b3  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)