[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) ; nc3O{rU  
l#|wF$J  
应用示例简述 g5@P  
5D6 ,B  
1. 系统说明 6qK`X  
2kkqPBc_  
 光源 VXP@)\!  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) MJugno  
 元件 WvN{f*  
— 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 zXZXp~7)  
 探测器 
pZ)N,O3  
— 干涉条纹 OSY.$$IO  
 建模/设计 ?8-ho0f0  
— 光线追迹：初始系统概览 xtFGj,N  
— 几何场追迹加(GFT+)： EN/r{Cm$B  
 计算干涉条纹。 PR3&LI;B*  
 分析对齐误差的影响。 ]S+KH \2  
r0/aw  
2. 系统说明 ?^gq  
rGmxK|R  
A/TCJ#>l
 
3. 建模/设计结果 C0gO^A.d  
%?m_;iv  
4. 总结 :y1,
OR/k  
xU;/LJ6  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 S~hoAl"xb/  

TOw;P:-  
1. 仿真 ((AIrE>Rr  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 4vJg"*?  
2. 计算 \\P*w$c   
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ksy]t|  
3. 研究 /N7.|XI.  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 a\B'Q
e+  
E RjMe'q4  
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。 %\] x}IC  
#pnB+h&tE  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ^tY _ q  
+}x\|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。 '0<9+A#  
W|(U}PrC  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 !g4u<7  
^4Tf6Fw#  
2. 说明：光源 F$@(0c  
;T :]?5W!  
M \UB r4  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 0y`r.)G  
 因此，相干长度大于1m R1~wzy  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 B &e'n
<  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 3QDz9KwCAw  
Ya;y@44  
Z '~Ie~  
G=PX'dS  
3. 说明：光源 9`tSg!YOh  
heScIe N^`  
[Om,Q<
  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 e=`=7H4P  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 7O,!67+^~  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 6z2%/P-'  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 +!mEP>  
4. 说明：光学元件  {gb` %
J  
R(f6uO!m  
{a0yHy$H  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 SBg|V  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 g(dReC  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 o>HU4
O}  
 透镜材料为N-BK7。 3fxc
H  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 (_=R<:  
O!P7Wu  
z) x.6  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 nd }Z[)  
Ey)ey-'\  
~\+Bb8+hpJ  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 3F32 /_`  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] :,V&P_  
6w~Cyu4Ov  
uC%mG
Za  
ART0o7B  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ~l}\K10L*  
6. 分光器的设置 W'6sY@0m  
L*cP8v4  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 XTRF IY  
7. 合束器的设置 hQeG#KQ  
TE6]4E*  
+F*h\4ry#  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 u.Tknw-X  
]f>0P3O5&  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 M(vX.kF  
CA5T3J@vAQ  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 P!I Lji!  
S6Y:Z0  
1. 结果：利用光线追迹分析 2I283%xr  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 e,MgR\F}  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 "^)GnK +-  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 0U8'dYf  
nl~Z,Y$  
,(&Fb~r]  
 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。 r7FJ
qd  
 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。 Bru];%Qg%  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 `g<0FQA  
*c 9S.  
 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°。 WF:4p]0~)  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 \/b[V3<"  
4. 对准误差的影响：元件平移 +ViL"  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 bu-6}T+  
 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。 n6G&c4g<"  
Tv6y+l  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Yr>0Qg],  
DF UTQ:N  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 \01kK)  
bGkLa/?S  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `z$P,^g`  
.PV(MV  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 qOIVuzi*  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 7!wc'~;  
8nWPt!U:  
扩展阅读 Fv$A%6;W  
1. 扩展阅读 qoZ)"M  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 I;n<) >  
 开始视频- 光路图介绍 K-@\";whF  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 /8!n7a7  
 其他测量系统示例： +v$W$s&b-h  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)