[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/IW.t  
fNi&1J-/  
应用示例简述 :zC'jceO  
sg(L`P  
1. 系统说明 j/bebR
}X  
-A
Np88a  
 光源 gev7eGH<  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 2O|o%`?  
 元件 cz/mUU  
— 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 Dk|<&uVV  
 探测器 |n;gGR
\  
— 干涉条纹 '"5"$)7  
 建模/设计 xa#:oKF3  
— 光线追迹：初始系统概览 _c|>m4+X  
— 几何场追迹加(GFT+)： _9Kdcoh  
 计算干涉条纹。 o_gpBaWD  
 分析对齐误差的影响。  ]D7z&h  
$}S5&  
2. 系统说明 R0fZ9_d7}  
lX`)Avqa  
>R?EJ;h  
3. 建模/设计结果 }[PbA4l.g  
ij6ME6  
4. 总结 #kX=$Bzk  
k6~k  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !&C8
y  
`^s(r>2  
1. 仿真 ?Z]}G  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 J%xp1/=2  
2. 计算 9il!w g?  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 F5%-6@=  
3. 研究 5/mW:G,&  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 <27B*C M  
-,96Qg4vI  
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。 ?M7nbfy[A@  
j2#Vdw|j  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 IqEY.2KN  
%yQ-~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。 y]?%2ud/=  
b0E(tPw5c  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ~@z5Ld3xz  
]xf{.z  
2. 说明：光源 v>g1\yIw  
Ih`
n:aA  
YjS|Ht->  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 sb(,w  
 因此，相干长度大于1m )TM![^d  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 v(<~:]  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 pZGso  
ms ;RJT2O'  
t2+m7*76  
G`mC=*Ma;  
3. 说明：光源 nH% /  
guSgTUJ}  
u[s+YGS  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 jzEimKDE's  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 \I,<G7!0  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 7=T0Sa*;  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 &)fPz-s  
4. 说明：光学元件 d&?B/E^  
l},px  
LiQs;$V  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ]$nJn+85@b  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 yQ+#Tlji  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 RPaB4>  
 透镜材料为N-BK7。 N~M:+\  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ,)GCg@7B  
FPFt3XL  
f*5=,$0  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 e@0wF59  
[ Q=)
f  
<`|}bt  
 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)。 h{<^?=  
 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] wqE ]o= k  
`p#A2ApA  
fb`VYD9[^  
kHz3_B9[  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 2E2J=Do  
6. 分光器的设置 tk}qvW.Ii  
51;(vf  
 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 5/P?@`/eT  
7. 合束器的设置 z^}T= $&  
f^%vIB ~[  
"5dh]-m n  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 r*+9<8-ZX<  
!k<+-Lf:2  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 1P2%n[y  
:?RK>}4|F  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 s|,gn5  
VIi|:k  
1. 结果：利用光线追迹分析 LDPo}ogs  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 @4$F%[g h  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 #M`ijN!Y  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 }clFaT>m?  
7)_0jp~2  
Nb]qY>K  
 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。 XkdNWR0  
 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。 gscsB4<  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 -'q=oTZ  
7ky(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°。 =C#,aoa!  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 E>'pMw  
4. 对准误差的影响：元件平移 &LL81u6=S  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 6f1;4Jfp  
 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。 ?;{A@icr  
t1ZZru'r  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 AQ0L9

?   
u:,B"!  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 bQ .y,+  
" *Ni/p$I  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~s5Sk#.z5  
7d4RtdI  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 jH:*x$@ =  
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。 ^`dp!1.+  
1.>sG2*P  
扩展阅读 #d|.BxH  
1. 扩展阅读 B:x4H}`vh  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 {g )kT_  
 开始视频- 光路图介绍 K}Z'!+<U  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 `DA=';>Y  
 其他测量系统示例： 4]dPhsey  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)