[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) byX)4&  
LDj*~\vsq  
应用示例简述 \T^ptj(0  
70N Lv  
1. 系统说明 B[r04YGh  
'~AR|8q?  
 光源 Z4D[nPm$  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ]Tn""3#1g  
 元件 IkgRZ{Y  
— 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 6rN.)dL.#N  
 探测器 9+I/bl4  
— 干涉条纹 Ypx"<CKP}  
 建模/设计 .c\iKc#  
— 光线追迹：初始系统概览 ]eo%eaA   
— 几何场追迹加(GFT+)： )^j62uv  
 计算干涉条纹。 B<&g  
 分析对齐误差的影响。 }KR"0G[f  
G/yYIs  
2. 系统说明 &Yd6w}8  
F??gVa aj  
@$5=4HA  
3. 建模/设计结果 [s~6,w

z  
M,oRi;V  
4. 总结 FR6PY  
O@`KGZEPY  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 j-7aJj%  
aJ J63aJ  
1. 仿真 }[SYWJIc  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 & DhdB0Hjf  
2. 计算 cs*"9nKl  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +w8$-eFY  
3. 研究 !>EK %
OO  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 }z-6,i)'k  
+3]V>Mv  
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。 N@V:nCl  
NF'<8{~  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 %\Mc6  
| &/_{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。 #hXxrN  
Oe lf^&m  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Zhc99L&K  
j5rMY=|F  
2. 说明：光源 'CCAuN>J  
B{>x  
[R<>3}50Y  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 3|bbJ6*.<  
 因此，相干长度大于1m bmO(tQS$5  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 `Nv P)|  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 t)4]2z)$  
xMFEeSzl>S  
=Js
wd  
Gyb|{G_  
3. 说明：光源 ~"r(PCa@  
$>rKm  
g1~wg$`S8S  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 -x-EU#.G  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 I/go$@E"  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 I?_WV_T&  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 PCnu?e3F  
4. 说明：光学元件 -@.FnFa  
&.P G2f*  
z-h?Q4;  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 \4>& zb4  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 e<+b?@}=B  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Wu'9ouw!  
 透镜材料为N-BK7。 Ugme>60`'k  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 C]Q}HI#G  
lLLPvW[Q  
g1@rY0O  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 pRA%07?W  
RV%)~S@!R  
M,<UnAVP-  
 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)。 FIx|4[&>S  
 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] \cK#/;a#  
~Gl5O`w(  
+3Z+#nGtk  
nK#%Od{GF
 
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] <MoyL1=  
6. 分光器的设置 mSGpxZ,IE  
8Z3:jSgk  
 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 (6&"(}Pai  
7. 合束器的设置 `W.g1"o8W4  
,h<xY>  
$@84nR{>  
 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。 4K*st8+bl-  
}:(;mW8 D  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 J+}z*/)|#  
~zVe?(W  
 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)。 NdrR+t^#  
LMuDda  
1. 结果：利用光线追迹分析 tl`x/  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 D;[%*q*  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 = BbG2k  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 aLlHR_  
c/V0AKkS 8  
u#NX`_  
 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。 zL9:e7o  
 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。 vOv"^X  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^tIYr<I  
t#w,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°。 pJuD+v  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 >E3-/)Ti  
4. 对准误差的影响：元件平移 Y^y:N$3$\  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 1 hD(l6tG@  
 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。 8C@6 b4VK  
2#N?WlYw<S  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 d
x+xs&  
`G%h=rr^c  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 !M(SEIc4A  
JP^\  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Ao#bREm  
Rtlc&Q.b  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,C|{_4  
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。 BqUwvB4  

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扩展阅读 G
]uz$V6!  
1. 扩展阅读 6cD3(//  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 HZ1nuA  
 开始视频- 光路图介绍 9$D}j"  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 g:@4/+TSt  
 其他测量系统示例： bh#6yvpMR  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)