[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) 3~e8bcb  
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应用示例简述 ]|_\x
O(  
*&Z7m^`FQ  
1. 系统说明 [i0Hm)Bd3  
*5<Sr q'  
 光源 3]-_q"Co4f  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) (Qgde6  
 元件 T5Dw0Y6u,  
— 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 S4witIK5  
 探测器 j@Qg0F  
— 干涉条纹 10#oG{9  
 建模/设计 O4<g%.HC6  
— 光线追迹：初始系统概览 G8W#<1LE  
— 几何场追迹加(GFT+)： T]Nu)  
 计算干涉条纹。 8G>>i)Sbg  
 分析对齐误差的影响。 b;|55Y  
VL[)[~^  
2. 系统说明 -C#PQV  
g+-;J+X8  
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#/d  
3. 建模/设计结果 5>J=YLq  
[P|[vWO  
4. 总结 Lp5U"6y  
"uLjIIl  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /yLZ/<WN  
y}C`&nW[=  
1. 仿真 g~UUP4<$"  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 8 i&_Jgmr  
2. 计算 RvJ['(-  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @`FCiHM  
3. 研究 3Rm#-T s  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9;Fbnp'  

b]E|*  
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。 +7Kyyu)y@  
0'&X T^"  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 LtT\z<bAI  
co_oMc  
 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。 W~_t~Vg5  
= sAn,ri  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 zU6a'tP  
$ _8g8r}  
2. 说明：光源 hO{cvHy`  
*9ywXm&?  
u6:pV.p  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 `k\
grr.J  
 因此，相干长度大于1m `SO|zz|'  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 sqx`">R  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 TG n-7 88  
'2hbJk  
}awzO#  
!gwjN_ZJ^  
3. 说明：光源 ;0ME+]`"3  
SFH-^ly&D  
Hy{ Q#fq  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 s!/TU{8J  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 7iuQ9q^&  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 T~sTBGcv  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 u%2<\:
~j  
4. 说明：光学元件 ashcvn~z  
fpM#XFj  
0;sRJ  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 P[t$\FS  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 '+<(;2Z vL  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Ju@Q6J5  
 透镜材料为N-BK7。 "Clz'J]{  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 t?;T3k[RM  
O?bK%P]ay  
Z.Rb~n&  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 fYebB7Pv  
~ aZedQc  
<<MjC5  
 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)。 UVf\2\Y  
 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] kfC0zd+  
p]W+eT  
rl:KJ\*D  
4yMW^:@  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] b hjZ7=  
6. 分光器的设置 1;u4X`8  
Hv#q:R8  
 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 D)='8jV7  
7. 合束器的设置 ]^"k8v/  
jm>3bd  
eR']#Q46{T  
 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。 KB{RU'?f|  
`ia %)@  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 1S%k  
@^nu#R  
 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)。 [nN7qG  
}|8*sk#[  
1. 结果：利用光线追迹分析 g;F"7 ^sg  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 $]d*0^J 6  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 TmEYW<  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 5#:pT  
1r`i]1<H  
q/@dR{-  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 mAqDjRV1  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 _[Gb)/@mM  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 (4~WWU (iT  
hsce:TB  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 /dHs &SU,  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 =7[)'  
4. 对准误差的影响：元件平移 5P^U_  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 sn\;bq  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 <3 @}Lj  
0TE@xqW  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 yM$J52#d#  
I/u9RmbU  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 o 5Zyh26  
#0y<a:}R  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 SPy3~Db-o  
?#[)C=p]z  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 &/F_*=VE  
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。 `bgb*Yaod  
MZm'npRf  
扩展阅读 vb=CFV#  
1. 扩展阅读 5rN_jC*U  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 mVf.sA8  
 开始视频- 光路图介绍 'Tf9z+0;  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 9 pKm*n&  
 其他测量系统示例： #a}N"*P  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)