[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) a0CmCv2#  
\@GA;~x.b  
应用示例简述  9'\18_w  
j5G8IP_Wx  
1. 系统说明 V ;1$FNR   
l`~*"4|/  
 光源 HPg@yx"U  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) +P6q wh\v  
 元件 HKb8z@;%@  
— 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 GO+cCNMa"  
 探测器 E Rqr0>x  
— 干涉条纹 LylB3BM  
 建模/设计 #fRhG^QKp  
— 光线追迹：初始系统概览 xWU0Ev)4U  
— 几何场追迹加(GFT+)： /F4rbL^:  
 计算干涉条纹。 Q
(T)s  
 分析对齐误差的影响。 k3}|^/bHJ  
MU<Y,
4/k  
2. 系统说明 uqXvN'Jr  
w(eAmN:zR  
ZXFM_>y5  
3. 建模/设计结果 )d2<;c  
S}cpYjnH8  
4. 总结 C~yfuPr\B  

XWf8ZZj  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :0Rd )*k,v  
/![S 3Ol  
1. 仿真 -shS?kV  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 kBS;SDl)  
2. 计算 x$[<<@F%  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #Ne<=ayS  
3. 研究 gah3d*d7  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 qb]n{b2  
`kpX}cKK}  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 " 2Dz5L1v  
<%8j#@OdZ  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 O={4 >>F  
>8"oO[U5>  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 C\ZL*,%}  
TUw^KSa  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 osoreo;V^  
o+4/L)h  
2. 说明：光源 ] QGYEjW  
.0:BgM  
h3Nwxj~E  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 '
Ph  
 因此，相干长度大于1m yM}}mypS  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 GbFLu`Iu  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 W2D^%;mw  
+iz5%Qe<f  
gPSUxE`O.  
0&mo1 k_U  
3. 说明：光源 y>Zvose  
I= G%r/3  
Dd-
;;Y1C  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Nwr.mtvh  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 h$F;=YS  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 |Zr5I";  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 (%}T\~`1z#  
4. 说明：光学元件 >6*"g{/  
([R}s/)$  
*;"N kCf  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ZF"f.aV8)  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Z.am^Q^Y!  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 IfzHe8>  
 透镜材料为N-BK7。 g0
v},n  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ! E`Tt[  
x%23oPM  
Fq!12/Nn  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 9yH95uaDF  
,],"tzKtE  
J~eY,n.6]  
 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)。 |RDmY!9&  
 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] w$n\`rQ  
$e&( ncM  
,DK|jf  
SweaERl  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
?BT\)@h  
6. 分光器的设置 ^.5L\  
/+l3 BeL  
 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 pJrc\`D  
7. 合束器的设置 kq6S`~J^R  
; Xrx>( n  
3G9"La,b  
 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。 <h^'x7PkW5  
vpcHJ^19  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 cTu7U=%  
R$'4 d  
 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)。 -ZFeE[Z  
}ddwL  
1. 结果：利用光线追迹分析 AWHB^}!}  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 |-4C[5rM  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 4r;!b;3  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 4o8uWS{`  
;F9<Yv  
%ANo^~8  
 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。
i/9QOw~  
 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。 Ug_5INK  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 $C0NvJf  
,C2qP3yg  
 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°。 mt3j- Mw  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 $gT+Ue|7  
4. 对准误差的影响：元件平移 mE(EyB<  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Z]DO  
 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。 UZ0fw@RM  
[?x9NQ{  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 G3n* bv  
x- kCNy  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 vA@Kb3,  
C=(-oI n  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ]vJZ v"ACn  
*')BP;|V`  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 h^^zR)EVb  
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。 *cxmQ
 
3":ef|w]  
扩展阅读 {MdxIp[  
1. 扩展阅读 # eqt{  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 rs{e6  
 开始视频- 光路图介绍 'Bb]<L`  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 J2Y-D'*s  
 其他测量系统示例： @%&;V(  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)