[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) YtV |e|aD  
;% /6Y~/  
应用示例简述 LvSP #$f  
aQl?d<|+lk  
1. 系统说明 (45NZBs  
NFrNm'v  
 光源 9@$tiDV  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) fBHkLRFH  
 元件 83{x"G3>  
— 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 ,`ZPtnH+  
 探测器
8#X?k/mzU  
— 干涉条纹 YRg=yVo2  
 建模/设计 Z
}sG3p  
— 光线追迹：初始系统概览 R59
e&   
— 几何场追迹加(GFT+)： H.jLGe>  
 计算干涉条纹。 }2-[Ki yv  
 分析对齐误差的影响。 &:;/]cwj  
[z W_%O kP  
2. 系统说明 XR{5]lKt_  
hEyX~f  
Paae-EmC  
3. 建模/设计结果 7V9%)%=h|  
|#DC.Ga!  
4. 总结 s[0prm5.  
{B'Gm]4  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 n;-x!Gs  
r~S!<9f  
1. 仿真 W /~||s  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 OvyB<r  
2. 计算 c7FfI"7HR  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 R-g>W  
3. 研究 LV}UBao5n  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 m NUN6qVP~  
BxSk%$J  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 
377j3dP  
z4%Z6Y  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 "a
y,
Lr  
#U",,*2  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 oiTMP`Y  
*@-q@5r}
!  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 !7O=<  
J[<D/WIH  
2. 说明：光源 9E->;0-  
C:tSCNH[  
^Ff~j&L@{  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 )rs|=M=Xk  
 因此，相干长度大于1m !#@4xeBPo  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 [#STR=_f  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 H 'WFORso[  
W(u6J#2  
5CH-:|(;=  
oP|pOs\$p  
3. 说明：光源 eB(S+p?  
jza}-=&+e  
 r
vwl  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 1OiZNuI:E  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 e-Ybac%  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 wB1|r{  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Y1U"HqNl*  
4. 说明：光学元件 c]g<XVI  
(IoPU+1b  
7(|3 OR+  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 iS:PRa1  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Zgy2Pot  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 +}`O^#<qLX  
 透镜材料为N-BK7。 }0Kqy;  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 |ZST Y}RXA  
TQ
5MKqR$  
XW&8T"q
7  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 b68G&z>   
[c KI
0  
u]]5p[|S  
 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)。 -NflaV~  
 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] PPj6QJ]R0  
A&}nRP9  
Sf4h!ly  
{-v\&w  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] u':0"5}  
6. 分光器的设置 3@Zz-~4Td  
^qId]s  
 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 @8Q+=abz  
7. 合束器的设置 >QZt)<[  
@]ptY*   
d4/`:?w  
 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。 gGiV1jN_  
zfr(dQ  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 _OknP2E  
1<qVN'[  
 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)。 !s[j1=y  
vRb(eg  
1. 结果：利用光线追迹分析 sw qky5_K  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 wJeqa  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 {HRxyAI!
 
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 G5QgnxwP2  
C_^R_  
$Op/5j  
 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。 |H+k?C-w  
 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。 G$x["  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 qLW-3W;WUH  
Ng;b!S  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 *l?% o{  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 <>*''^  
4. 对准误差的影响：元件平移 1:{O RX[;  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 /=Uv  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _qzo):G.s  
)r|zi Z{F  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =<FZ
{4  
A$"$`)P!  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 LWb}) #E  
Dgq[g_+l  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ,YMdXYu`s  
CIik@O*  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 !{~7)iq  
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。 knK=ENf;e  
p_40V%y^  
扩展阅读 ah6F^Kpl{  
1. 扩展阅读 $E~Lu$|  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 HG3>RcB  
 开始视频- 光路图介绍 CD<u@l,1  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ?e_}X3{  
 其他测量系统示例： J0WXH/:  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)