[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) Ib"fHLWA^!  
?8q4texf[  
应用示例简述 va!fJ  
w=thaF.  
1. 系统说明 -'Z-8  
nQG<OVRClS  
 光源 Q>TNzh  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) d26#0Gt-4i  
 元件 Zk5AZ R!|  
— 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 YOtzja]~  
 探测器 )ZpMB  
— 干涉条纹 F`.W 9H3
 
 建模/设计 <4N E)!#  
— 光线追迹：初始系统概览 WmE4TL^8?  
— 几何场追迹加(GFT+)： H^g&e$d0  
 计算干涉条纹。 "|/q4JN)7d  
 分析对齐误差的影响。 {T3wOi
  
w} r mYQ  
2. 系统说明 tD]vx`0>  
'r}y{`3M  
+B4i,]lCx  
3. 建模/设计结果 %4w#EbkSS  
6.vwK3\>~  
4. 总结 M+7jJ?n  
>d
wY(a  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 h2 >a_0"  
>skl-f  
1. 仿真 0VIR=Pbp  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 8aW<lu  
2. 计算 SI7r`'7A'  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \sS0@gnDI  
3. 研究 U+VyH4"  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ?F|F~A8dr  
ex|h&Vma2V  
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。 ne=C
N!=  
[vxHsY3z  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 n{"a0O  
w+hpi
5OH  
 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。 P5v;o9B&  
Gl9,!"A  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 <6C:\{eo  
Y$W)JWMY`  
2. 说明：光源 Lg|]|,%e  

Ce} m_  
3lN@1jlh  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 18>v\Hi<  
 因此，相干长度大于1m xn1, o MY=  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 "1rT> ASWI  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 igF<].'V  
|]b,% ?,U  
b T** y?2  
~F>'+9?Sn  
3. 说明：光源 vHb^@z=  
-a7BVEFts  
YAd%d|Q  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 n39EKH rm%  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 5JS*6|IbD{  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ."ytBF  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 CM)
V^k*  
4. 说明：光学元件 l$m}aQ%h  
i$CF
*%+t  
40 zO4  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 0KjCM4t  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ]2MX7  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 n'!x"O7  
 透镜材料为N-BK7。 \Npvm49  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 TwKi_nh2m  
z<8VJZd  
N\Ab0mDOV.  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Y /l~R7  
C{,Vk/D-0  
Nop61zj  
 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)。 DkW^gt  
 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] C2yJ Xi`$  
TNF  
)*aAkM  
Wl]XOUZ  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] {"db1Gbfg  
6. 分光器的设置 So4#n7  
UkC'`NWF*  
 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 @)@tIhw  
7. 合束器的设置 rVp^s/A^;  
.p(r|5(b  
:bXTV?#0  
 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。 nI8zT0o  
3A\Z]L  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @
@=,bO  
( geV(zT  
 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)。 1G'pT$5&  
B)
rBM  
1. 结果：利用光线追迹分析 )M8@|~~  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 {~#d_!(  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 D!i|KI/  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 juxAyds  
>2NsBS(  
(Z8wMy&:  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ^MVOaV65  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 Y]i:$X]C?X  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 aj-:JTf  
c*R18,5-  
 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°。 <"av 
/`;  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 AG"iS<u  
4. 对准误差的影响：元件平移 IEWl I  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ^Zlbs goZ  
 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。 wV,=hMTd&\  
MPLeqk$;  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 PmT<S,}L  
2hTsjJ!'  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 <80M$a g  
{'#7b# DB>  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 etk|%%J  
P#"_H}qC*  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 K
]&GSro  
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。 ,? Q1JZPy@  
{fMo#`9=  
扩展阅读 |WW'qg]Uu  
1. 扩展阅读 l s%
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以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 :^]FpUY  
 开始视频- 光路图介绍 jI$7vmO  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 VYrs4IFT$  
 其他测量系统示例： ;`Z>^.CB  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)