[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$}@0  
_'P!>C!  
应用示例简述 #.<(/D+  
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1. 系统说明 5dhT?/qvc  
T]?QCf  
 光源 L)_L#]Yy  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) w]Ci%W(  
 元件 ]dHV^!  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 D?P1\<A~  
 探测器 zqb3<WP"  
— 干涉条纹 -;t]e6[  
 建模/设计 d<v)ovQJ]  
— 光线追迹：初始系统概览 XLFo
"f  
— 几何场追迹加(GFT+)： / Hexv#3  
 计算干涉条纹。 67dp)X  
 分析对齐误差的影响。 2_;3B4GDF  
3EX41)u  
2. 系统说明 0& ?/TSC  
B#(2,j7M  
lof}isOz  
3. 建模/设计结果 6Er%td)f  
30$Q5]T  
4. 总结

JS!  
x2H?B`5  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /(skIvE|  
D[R<H((  
1. 仿真 1R"ymWg"  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 IQCIc@5  
2. 计算 |.[4$C  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 OcGHMGdn  
3. 研究 ~<w9a]  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 i:,37INMt  
Gv zw=~8  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 2j7e@p
r  
]V
gl  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Ga}&%  
aqAWaO  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ]o\y(!  
B0}f,J\  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 xYCX}bksh  
#v`J]I)$  
2. 说明：光源 A1(=7ZKz
 
|lhVk\X  
e(m#elX  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 G\:^9!nwY~  
 因此，相干长度大于1m 0 SeDBs  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 \;Ywr3  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 TGe{NUO  
7I_lTu(  
4#BoS9d2I<  
=+j>?Yi  
3. 说明：光源 `*=Tf  
YaDr.?  
+]%d'h  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ` 'y[
i  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 r*!sA5  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 idr,s\$>  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 +\a`:QET  
4. 说明：光学元件 h[0,/`qb{  
#c ndq[H  
n(#159pZ  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -Vi"hSsUP  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 /U#{6zeM[,  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 n)
7olP0p  
 透镜材料为N-BK7。 w3=Bj  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 9\]%N;;Lo  
OyG$ ]C  
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B?:  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )TBG-<wt  
tGs=08`  
.Qp5wCkM  
 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)。 D$RQD{*  
 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] G,8LF/sR  
"gD)Uis  
!v2D 18(  
uYPdmrPB?l  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] dw60m,m  
6. 分光器的设置 >~5>)yN_a1  
$#dPM*E  
 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 ]&3UF?  
7. 合束器的设置 J['paHSF  
&r6VF/  
Cr,UP8MO  
 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。 "mnWqRpX  
$^Dx4:k<2  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 c8sY#I  
9'I I!  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 {iqH 27\E  
aZYa<28?L%  
1. 结果：利用光线追迹分析 38dXfl  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 %p}_4+[;  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 mJu;B3@  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 V@Z8t8  
`?Yh`P0  
h$p]#]uMb  
 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。 1.0S>+^JE  
 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。 {|%N  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 A-O@e e  
nB
GF
a  
 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°。 .N99=%[}h  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 w<*tbq  
4. 对准误差的影响：元件平移 wj/\!V!  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 8YAUy\  
 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。 adh=Kp e!w  
*r)/.
rK_  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 aD,s
x#g0  
Us'm9 J  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 B~cQl  
xT I&X9P  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ]&1Kz 2/  
@X_x?N  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 jRS0(8  
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。 @<e+E"6  
1Fn+nDnO6  
扩展阅读 BhkJ>4#  
1. 扩展阅读 &A
mTXW  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Ql>DS~a  
 开始视频- 光路图介绍 k7Fa+Y)K7  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 P=eVp(/x  
 其他测量系统示例： -$L53i&R  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)