[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) +:It1`A~]  
HqOSQ<-Fo  
应用示例简述 [O [N_z  
UNYU2ze'  
1. 系统说明 [fR<#1Z  
c.&vWmLSGE  
 光源 d2.eDEOsC  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) /Rk5n  
 元件 wGISb\rr  
— 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 \s<iM2]Kl  
 探测器 zK:/ 1  
— 干涉条纹 jKI+-s  
 建模/设计 %DPtK)X1  
— 光线追迹：初始系统概览 66)@4 3V  
— 几何场追迹加(GFT+)： h{<^?=  
 计算干涉条纹。 1Q
?hskL  
 分析对齐误差的影响。 fb`VYD9[^  
$am7 xd  
2. 系统说明 uaJ5'*  
f^%vIB ~[  
%iD>^Dp  
3. 建模/设计结果 mW8CqW\Q5  
~ xf9 ml  
4. 总结 IUc!nxF#  
i7fpl  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %WCpn<)  
7)_0jp~2  
1. 仿真 *~&W?i  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 5>A3;P  
2. 计算 jjl4A}*0  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >Q5 SJZ/  
3. 研究 2EK\QWo  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 WUa-hm2:  
9wWjl}%  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 bQ .y,+  
}qlz^s  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 h/_z QR-  
z
cZr )Oh  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 /VJ@`]jhDf  
BAKfs/N  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Rwy:.)7B$q  
#x%O0  
2. 说明：光源 ^OQ_iPPI  
'*~{1gG `  
"?S#vUS+ 2  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 vMC;5r6*d  
 因此，相干长度大于1m zzW^AvR  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 .OWIlT4K  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 6Q wL  
mGY74>/  

] 2b@mX  
mV4} -  
3. 说明：光源 f,uxoAS  
YWdlE7 y  
(h%wO  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 }3i@5ctQ  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 |mM
7P^I  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 > voUh;L  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 lq9c2xK  
4. 说明：光学元件 %-SP  
\Lc]6?,R  
AzQ}}A;TSx  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 5_i&}c23Vn  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 S_WY91r  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 yqYX<<!V  
 透镜材料为N-BK7。 W

x-{F  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 h*KhH>\  
Gs9jX/#  
Y{S/A*X  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 }@#eD
 
>/n/n{{  
vTP_vsdeG  
 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)。 k+i=0P0mf  
 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]
eQeNlCG  
q'@UZ$2  
[v&_MQ  
dEL>Uly  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] Kfr?sX  
6. 分光器的设置 Rza\n8  
1jF}g`At  
 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 xpnnWHdaq  
7. 合束器的设置 HWd,1  
OGVhb>LO1  
X >**M  
 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`"|3  
?L $KlF Y  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ,yT4(cMBk?  
&sllM  
 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)。 RHBEC@d[}  
8sIGJ|ku
 
1. 结果：利用光线追迹分析 vS0P]AUo  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 J2R<'(  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 UFl*^j_)]  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 "K@os<  
q@\D5F% >  
|#sP1w'l]  
 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。 C

+IXP  
 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。 r`krv-,O$  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 \i&yR]LF  
uaGg8  
 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°。 {L+?n*;CA  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 s)N1@RBR  
4. 对准误差的影响：元件平移 OO$<Wgh  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ^NCH)zK]v  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 <E^:{J95  
FHD6@{{Gp"  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 AiyjrEa%  
=y4g. J\  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 _3E7|drIX  
G ;z2}Ei  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ecFI"g  
*<UQ/)\  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ]EK"AuEz`  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 @#V{@@3$  
>WpPYUbH  
扩展阅读 tQ)8HVKF  
1. 扩展阅读 -1{N#c/U  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 LJiMtqg  
 开始视频- 光路图介绍 ^fx9R5E$:  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 _#
L IG2d  
 其他测量系统示例： dFUsQ_]<  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)