[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) KkVFY+/)  
\ W3\P=  
应用示例简述 ku=o$I8K  
M=Y}w?  
1. 系统说明 0^l|W|.Z  
fAHK<G4  
 光源 t2)S61Vr  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) zKycd
*X  
 元件 *=OU~68)C  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 1'qllkT  
 探测器 DA)mkp  
— 干涉条纹 u)]]9G _8  
 建模/设计 g`6_Ao8  
— 光线追迹：初始系统概览 3l?D%E]P  
— 几何场追迹加(GFT+)： }}AooziH9  
 计算干涉条纹。 MdzG2uZT  
 分析对齐误差的影响。 A#:5b5R  
Ij+ E/V  
2. 系统说明 GtQ$`~r  
2hOr#I$/  
. zM  
3. 建模/设计结果 fmuAX w>  
,L iX  
4. 总结 Ep/kb-~-  
9$-V/7@)  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8*sZ/N.  
w Phs1rL  
1. 仿真 h?f)Bt}ry  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 3B }Oy$p  
2. 计算 ES~ykE  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C
]22 [v4  
3. 研究  2=X\G~a  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 iHKWz)0  
<S*o}:iB  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 JTH8vk:@  
< * )u\A  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 9~8UG (  
Jf<+VJ>t  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 KMsm2~P  
Pb05>J3N  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 P4vW.|@  
K1S)S8.EZ8  
2. 说明：光源 ,z6&k  
BdHLow  
tOn_S@/r  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 a~b^`ykcWP  
 因此，相干长度大于1m YN Lc )  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 N :E7rtT,M  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 K8 Y/sHl  
vO#4$,  
8$ dJh]\Y  
]-O/{FIv  
3. 说明：光源 (;^VdiJ  
G
q4~9Tm)*  
p"Ki$.Y  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 KD]8n]c
 
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #`P4s>IL1  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 f]F]wg\_f  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 $Bd{Y"P@6  
4. 说明：光学元件 7T \}nX1  
D0(QZrVa  
?A7&SdJaO  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 |ToCRM  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 #7OUqp
 
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 uZ mi  
 透镜材料为N-BK7。 "i$Avm  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 aagN-/mgm  
<6k5nEh  
F-%wOn /  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 8/Z  
]Auk5M+  
<TmMUA)`}  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 |}paa  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] \`?l6'!  
MH|!tkW>:  
1MI/:vy-  
Sw~jyUEr  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] A=q)kcuy5  
6. 分光器的设置 wowv>!N!X-  
D2
x-Wa  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 >YuBi:z  
7. 合束器的设置 } y@pAeS,  
F)KUup)gc  
R%
iyNK,  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 Uu xbN-u  
Y3G$(+i8  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 -MZLkSU  
tW;?4}JR  
 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)。 +u;f]p  
*het_;)+{  
1. 结果：利用光线追迹分析 vKYdYa\  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 37'@,*m`  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 |5|^[v   
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 =)}m4,LA  
u*u>F@C8  
K2PV^Y  
 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。 :|/bEP]p/  
 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。 |&vQ1o|}  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 2Eg*Yb 1  
gAt[kW< n  
 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°。 UO(B>Abp  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 [wB-e~  
4. 对准误差的影响：元件平移 k{>rI2;  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 u=B_cA}:  
 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。 OH~X~n-Z  
zh7#[#>t  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 sXm8KV  
seWYY $$  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 o"D`_ER  
K|$Dnma^n  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \z!*)v/{-  
pC,MiV$c"  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 :_v/a+\n  
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。 cQDn_Sjhi  
.QX|:]|n  
扩展阅读 | ZBv;BW  
1. 扩展阅读 A
P.WTFf  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 VQE8hQ37  
 开始视频- 光路图介绍 lO},fM2j  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 NikY0=i  
 其他测量系统示例： g2%&/zq/  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)