[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) (''M{n  
OQ>x5?um  
应用示例简述 jp"JafS/E  
x-AZ%)N9  
1. 系统说明 8&3V#sn'  
3`B6w$z>(  
 光源 CFqJ/''  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) k?z98 >4  
 元件 K!'AkTW+-  
— 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 x7<\]94  
 探测器 rZfN+S,g  
— 干涉条纹 OV%Q3$15  
 建模/设计 kWe{r5C7  
— 光线追迹：初始系统概览 6C]1Q.f;  
— 几何场追迹加(GFT+)： ]Qfn(u=o  
 计算干涉条纹。 @*Wh  
 分析对齐误差的影响。 0em#-*|2"  
e=Z, Jg  
2. 系统说明 z[cyA.  
oA =4=`  
&Ibu>di4[  
3. 建模/设计结果 8ZKo_I\  
F^5?\  
4. 总结 :L1dyVA{  
6q]5Es<  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 IZ=Mlu  
i2sN3it  
1. 仿真 AjT%]9 V?  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 xZQg'IT  
2. 计算 9uer(}WKT  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 h~p>re  
3. 研究 m^H21P"z  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 #%D_Y33;  
+> WM[o^I  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 CMCO}#  
;Y;
qg  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 T[sDVkCbxf  
lK4M.QV ?\  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 7hi"6,  
+Wx{:  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^ mS o1?<  
^~$)F_`"
 
2. 说明：光源 >zhO7,=,  
nIoPC[%_  
:J:,m  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 qR8u$2}NY  
 因此，相干长度大于1m .>mr%#p  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 5e}A@GyC  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 .'rW.'Ft  
x)JOClLr  
>A<bBK#  
.%^]9/4  
3. 说明：光源 K"0PTWt  
a?6ab+7#  
[ e8x&{L-_  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ]b=P=
 
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 GG0R}',0  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 *JaqTI,e  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 y8 KX<2s1  
4. 说明：光学元件 2l F>1vH  
TD9;kN1`  
Udc=,yo3Qm  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 v9D22,K-  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 24/XNSE,-  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 fnNYX]_bk  
 透镜材料为N-BK7。 IZm(`b;t^  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 8>.J1C  
\oEo~  
:UbM !  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 W0C@9&pn6  
E%'~'[Q
 
GV^i`r^"  
 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)。 3"kdjOB  
 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] `D":Q=:  
e+]6OV&+  

=;3fq-  
A5+rd{k/  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] h8Xg`C\  
6. 分光器的设置 |hO~X~P  
p[@5&_u(z  
 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 #!9S}b$  
7. 合束器的设置 &tZG @  
xy<`#  
r&2~~_d3y  
 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。 /\w)>0  
3GmeD/6  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 TP}h~8 /;  
Ic{F*nnM  
 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)。 X<MO7I  
x%<  
1. 结果：利用光线追迹分析 .p ls!  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ?hR7<02  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 p:OPwD+  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 {0@&OO:w  
HJC(\\~  
\NGC$p n  
 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。 ?|1Mv1C?  
 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。 ;ml 3  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 X>I)~z}9#  
e2+BWKaU  
 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°。 W{5:'9,  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 H3H_u4_?SE  
4. 对准误差的影响：元件平移 }%-t+Tf,  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 ;@nFVy>U  
 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。 gUAxyV  
G
\;}w  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 S\wW)Pv8  
3pXLSdxB  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 $2MAZGJV
 
o3Vn<Z$/Cl  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 XYH|;P6K  
zD)pF1,7:8  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ,WQ^tI=O  
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。 /U$8TT8+-  
a1.|X i'/z  
扩展阅读 mF09U(ci  
1. 扩展阅读 3p*-tBOO  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 -z:&*=  
 开始视频- 光路图介绍 ;XC@=RpX  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 ` r']^ ,  
 其他测量系统示例： MDRe(rF=  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)