[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) Rw=gg>\  
ebp18_a|  
应用示例简述 C.Y]PdYyj  
@=isN'>]O  
1. 系统说明
[*]&U6\j  
Nz\=M|@(#  
 光源 d 0$)Y|d>  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Rs8^
27  
 元件 N>xs@_"o  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 7[.aAGTZ;  
 探测器 oj;Rh!O  
— 干涉条纹 _cQTQ  
 建模/设计 cxp>4[gH  
— 光线追迹：初始系统概览 6;"jq92in*  
— 几何场追迹加(GFT+)： x9p,j  
 计算干涉条纹。 n2Q~fx<6%  
 分析对齐误差的影响。 oZQ%
P  
AKzhal!  
2. 系统说明 DUFfk6#X}  
)C|[j@MD  
GNgPf"}K  
3. 建模/设计结果 *G7/  
6X$]d^)h{  
4. 总结 q5p!Ty"  
]O,;t>  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 x9h
kE!{8  
dmgoVF_qR  
1. 仿真 ]N!8U_U3  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 J-P> ~ L"  
2. 计算 lc?9B  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 /5b,&  
3. 研究 @A GM=v  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 8'
M43n  
Po~{Mpe  
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。 3WHj|ENW  
7k.
=_Tl  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 8E`A`z  
Zi<Y?Vm/,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。 w~{NNK;"j  
jNd."[IrO  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 i|?EgGFG  
X0wvOs:  
2. 说明：光源 pN|BtrN{  
7:awUoV8f  
O10,h(O  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 D"UCe7  
 因此，相干长度大于1m &Azfpv  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 1U[Q)(P  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 W@Et  
xF.n=z  
lR3`4bHA  
XRARgWj  
3. 说明：光源 |h}/#qhR  
*m)
+|v}  
,/*L|M/&5  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 4BF \-lq~  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 wl2P^Pj  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 !:"$1kh1("  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 b/"&E'5-`\  
4. 说明：光学元件 *L7&P46  
jiw5>RNt  
NNDW)@p6z  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 X0G6Wp  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 #2 Gy=GvV  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 t,H=;U#  
 透镜材料为N-BK7。 ($s%5|  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 2E7vuFH4c  
d7(g=JK<  
?D[9-K4Vn  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 xb8S)zO]Q  
3'3E:}o|  
A:Y ([  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 SlK6KnX  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] vNo(`~]c  
GS_+KR\  
[{@0/5i  
jgpSFb<9F  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] "wqN,}bj\  
6. 分光器的设置 L F<{/c9,  
X"hdCY%  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 0i|z$QRL~  
7. 合束器的设置 *z852@  
yn`P:[v  
9Kl:3C  
 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。 5ub|r0&M  
9pF@#A9p  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 t_ju[xL5B  
E]@$,)nC  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ' v)@K0P  
r~2>_LK  
1. 结果：利用光线追迹分析 8_*31Y   
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 |!Ryl}Oi  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 GycW3tc]_&  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 fGtYvl O-5  
gPT<%F  
IJ[r!&PY  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 *Rx&#9  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 2oBT _o%/J  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Z(h.)$yH*=  
G>@KX  
 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°。 azBYh*s=5{  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 s^\ *jZ6  
4. 对准误差的影响：元件平移 HP,sNiw  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 C 9{8!fYp  
 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。 Py72:;wn  
Bz+zEXBC  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 v}`{OE:-J  
_-+xzdGvX  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 _/c1b>kcso  
kN~:Bh$  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4it^-M  
tg~@(IT}j  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Tf*DFyr  
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。 
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y3+iADo.p  
扩展阅读 N e<D'-  
1. 扩展阅读 d Y
liC  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 1-=ZIHW  
 开始视频- 光路图介绍 DWwPid} "  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ]_5qME#N  
 其他测量系统示例： kfW"vI+d  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)