[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) w+H=Xh4t  
Pp!W$C:  
应用示例简述 $<PVzW,$o  
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1. 系统说明 d0az#Yg!  
:{2$X|f 3  
 光源 qsx1:Ny1  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ZS]e}]Zwp  
 元件 1<5yG7SZ  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 i|Wn*~yFOO  
 探测器 o 8U2vMH  
— 干涉条纹 cPSu!u}D  
 建模/设计 ]W,g>91m  
— 光线追迹：初始系统概览 8Qh/=Ir  
— 几何场追迹加(GFT+)： In2D32"F  
 计算干涉条纹。 `R^VK-=C  
 分析对齐误差的影响。 2BY:qz%:  
t60m:k4J  
2. 系统说明 M#m7g4*L!  
Xqk$[peS  
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Pe"$  
3. 建模/设计结果 cAS5&T<  
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4. 总结 Kkm7L-  
>Ko )Z&j9W  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 19_F\32  
qMkP/BjV  
1. 仿真 l{4\Wn Va  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 &~8}y+z  
2. 计算 y:L|]p}huE  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 F)G#\r  
3. 研究 2_Qzc&"[ 4  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 |j<'[gB\p  
ZpyRvDz  
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。 EMo6$(  
%j,Ny}a  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 V4>P8cE  
*HRRv.iQ  
 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。 Cnolka"  
v|xlI4  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 WBGYk);  
:Z)s'd.  
2. 说明：光源 Smp+}-3O  
c?d#Bj ?  
>,v~,<3 i  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 #3S/TBy,  
 因此，相干长度大于1m  >Pu*MD;  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 C{D2mSS  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 LLE~V~j  
)I#kG{z|P;  
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hO  
SCo9[EJ  
3. 说明：光源 qrdI"  
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:/3`+&T^/  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 x[X.// :  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 $#!~K2$  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 iw{n|&Y#`  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Um~jp:6p  
4. 说明：光学元件 s-*XAnot  
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8|l Yf%n>j  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 N  P"z  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 buoz La  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 -'nx7wnj2  
 透镜材料为N-BK7。 _YY)-H  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 }8svd#S+  
,%C$~+xjM  
sw&Qks?V  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 y|aWUX/a  

s2E}+ #  
^ey\ c1K  
 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)。 L \$zr,=C  
 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] L*_xu _F  
bhI8b/  
>eXNw}_j  
Kq*^*vWC  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] [kXe)dMX8  
6. 分光器的设置 D"hiEz  
V*?,r<(  
 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 4 qnQF]4  
7. 合束器的设置 8177x7UG2[  
V$@2:@8mo  
u,C-U!A  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 o]nQo?!  
T|m+ULp~  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 5xiYCOy  
*cd9[ ~  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 aV ^2  
(T^aZuuS  
1. 结果：利用光线追迹分析 V;z?m)ur  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 9> |rIw  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 njIvVs`q  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 )KNFS,5  
D H/1
:H  
1/gh\9h  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 >ko;CQR  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 Kb}N!<Z*  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ?]})Xf.A  
4M:oa#gh@  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 YONg1.^!(  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 l`1ZS8 [.  
4. 对准误差的影响：元件平移 Y}Ov`ZM!r  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 T7,tJk,(  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 g5cR.]oz  
MDlCU  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 X0lIeGwrQ  
ZpZ~[BtQ  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 n;MoMGnPh,  
iD\joh-C  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 cx$Oh`-Car  
[]Z6<rC|  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 LR^b
?.#>  
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。 }vL[N~5\  
BG|Kw)z*KM  
扩展阅读 w#o<qrpHf  
1. 扩展阅读 Jn&(v
"_  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 EH[?*>+s  
 开始视频- 光路图介绍 0}ZuF.  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 8-m"]o3  
 其他测量系统示例： zR/ATm]9  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)