[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) MzsDDP+h  
"ujt:4p@  
应用示例简述 -F
j:^q:@u  
B3^4,'  
1. 系统说明 Ag`:!*  
oLXQ#{([  
 光源 %r*zd0*<n1  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) _ADK8a6%)  
 元件 `n!<h,S'2  
— 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 :!f1|h  
 探测器 "3i=kvdz  
— 干涉条纹 5b9>a5j1;  
 建模/设计 &<P!o_+eb  
— 光线追迹：初始系统概览 xv{iWJcs  
— 几何场追迹加(GFT+)： W%=b|6E  
 计算干涉条纹。 u&>o1!c*P  
 分析对齐误差的影响。 i}5 #n

 
|h,aV(Q  
2. 系统说明 E30VKh |  
;?9u#FRtw  
&r;4$7  
3. 建模/设计结果 WBA0! g98  
EK^ld!g(  
4. 总结 gn? ~y`  
~pqp`  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 '~E&^K5hr  
@,-xaZ[  
1. 仿真 l#,WM
u&  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y24:D7Q  
2. 计算 MOFIR wVZ+  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,OLN%2Sq  
3. 研究 P
v`^#BX'  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 wK[xLf  
{}ZQK  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 EV@xUq!x.  
*fq=["O  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 MdWT[  
h!f7/)|[o  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 :_tsS)Q2m  
5vL]Y)l  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 {O
6f1LuH  
:Q\b$=,:  
2. 说明：光源 w$7*za2  
4b8!LzKS  
n2R{$^JxO  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 6P' m0  
 因此，相干长度大于1m m?_S&/+*  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Gt[!q\^?  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 f4zd(J  
& h9ji[  
X+{4,?04+  
GP uAIoBo  
3. 说明：光源 ;""V s6  
5isejR{r  
,|b<as@X  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 "qb3\0O  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ,k/*f+t  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 a Kb2:1EQ  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 @R?S-*o  
4. 说明：光学元件 S"w$#"EJA  
"7RQrz  
e.i5j^5u  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 !E> *Mn  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 q]tPsX5{*  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 8J%^gy>m]  
 透镜材料为N-BK7。 1P4jdp=~  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 V2%FWo|  
:t]YPt
  
j ij:}.d6  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ]]+wDhxH  
K!k,]90Ko  
r9@W8](\  
 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)。 y1/$dn  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] G;FY2;adK  
Ud:v3"1  
APuG8 <R,  
jGd{*4{3+  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] Rw*l#cr=.  
6. 分光器的设置 4_`+&  
ycRy!0l  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 _I~W!8&w>  
7. 合束器的设置 ]E88zWDY`  
Se*GR"Z+  
o8RagSIo8  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 <r,l  
6.2_UN^<  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ld4QhZia  
&?/h#oF@\  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 '6fMF#X4F  
IC/'<%k  
1. 结果：利用光线追迹分析 4)-LlYS_d<  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 DTt/nmKAqJ  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 y:D|U!o2V  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 myFjw@  
>.SU=HG;  
'i{kuTv  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 <n>Kc}
c  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 h2!We#  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 8,#v7ns}#  
7Xm pq&g  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 I)]wi%  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 6YQ&+4  
4. 对准误差的影响：元件平移 G{i}z^n  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 'AE)&56  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 1fm\5/}'`1  
Lcf =)GL  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^{_`jE  
7:I` ~ @m  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 +%=Ao6/#  
}?^5\otu  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C6ZM#}I$l  
+y>D3I  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 0~H(GG$VH  
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。 nfq  
c</d1xT  
扩展阅读 /);cl;"  
1. 扩展阅读 B5IS-d  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 /<9VKMR_k  
 开始视频- 光路图介绍 DT8|2"H  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 f[HhLAVGK`  
 其他测量系统示例： vX]\Jqy  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)