[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) 4Ozcs'}  
v8'XchJ  
应用示例简述 T*Ge67  
[~cz|C#  
1. 系统说明 wpC.!T  
}#M>CNi'PU  
 光源 Eb6cL`#N  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) {*g{9`   
 元件 ]oz>/\!  
— 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 @].!}tz  
 探测器 x[)]u8^A  
— 干涉条纹 vaHtWz!P  
 建模/设计 sUR5Q/Q  
— 光线追迹：初始系统概览 t>LSP$  
— 几何场追迹加(GFT+)：
'r_Fi5[q  
 计算干涉条纹。 _ MB
/p  
 分析对齐误差的影响。 y4 ]5z/  
9mn~57`y  
2. 系统说明 f-H"|9  
$_eJ@L#
 
VK,{Mu=.9  
3. 建模/设计结果 3m4 sh~  
.q:6F*,1M  
4. 总结  @e\ @EW  
So~QZ%YA  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _akjgwu  
z?VjlA(X  
1. 仿真 U7g,@/Qx  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 P|lDW|}D@  
2. 计算 /[/{m]  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .!lLj1?p  
3. 研究 +O8zVWr  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 U1fqs{>  
qe e_wx  
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。 ypemp=+(r  
qkp0'f*}  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 XDyo=A]  
/F|VYl^_  
 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。 nra)t|m  

|yp^T  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ,z`D}<3  
Rg46V-"d,@  
2. 说明：光源 P
QYJnx}  
:P%?!'M  
aTvLQ@MQ  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ZWjje6  
 因此，相干长度大于1m >o&%via}  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 GiK,+M"d  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 8I#^qr5  
y@2"[fo3~  
U,fPG/9  
+7 j/.R  
3. 说明：光源 {-]K!tWda  
w~pe?j_F$  
aM#xy6:XG  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 (
G$Q\>  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Buq(L6P9r  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 k,<7)-  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 0(Z:QqpU$  
4. 说明：光学元件 i|/G!ht^e  
3i4m!g5Z?  
xdaq` ^Bbt  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =JPY{'VO  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ]]}iSw'  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 7 TM-uA$  
 透镜材料为N-BK7。 2S[:mnK  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 >){}nlQf  
z-"P raP  
I1dOMu9  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 9U3}_  
H<g8u{ $  
~+Cl9:4T  
 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)。 83#<Yxk~  
 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] At[Sk
G}b  
k{lXK\zN  
g_>E5z.  
Y-+Kf5_[  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] |\| v%`r2  
6. 分光器的设置 ~-%z:Re'_  
w_~tY*IwB  
 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 !B9Yw/Ba  
7. 合束器的设置 )7P>Hj  
< %<nh`D  
TC=>De2;  
 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。 E6T=lwOZ  
V;)+v#4{  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 f/0k,~,*  
V@gG x  
 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)。 f= }!c*l"  
&H}Xk!q5b^  
1. 结果：利用光线追迹分析 U!BZsVx  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 2'Kh>c2  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 x1Gc|K/-  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 *
Csxf[O  
{S@, ,  
DM\pi9<m  
 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。  : ?Z9  
 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。 =t~]@?]1D  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ).Iifu|
ks  
}y(cv}8
Y  
 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°。 zt!>  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 SF ^$p$mC  
4. 对准误差的影响：元件平移 q8R,#\T*  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 #W_-S0>&  
 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。 pk;S"cnk  
l6MBnvi  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .~^A!t  
n#4T o;CS  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ye}86{l  
tv]9n8v  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  7(o:J  
*N6sxFs  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 (Bpn9}F-V.  
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。 mWLiXKnb  
ChNT;G<6$  
扩展阅读 !9V; 8g  
1. 扩展阅读 -&%! 4(Je  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ]4lC/&nm  
 开始视频- 光路图介绍 X@A8~kj1  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 yVpru8+eD  
 其他测量系统示例： 9sv#TT5V  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)