[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) @[~j|YH}  
A#nSK#wS61  
应用示例简述 rvPmd%nk-  
Pl&x6\zL  
1. 系统说明 _cd=PZhI  
LT]YYn($  
 光源 /m h #o  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) )V9wU1.  
 元件 K.42 VM)F  
— 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 O@-(fyG  
 探测器 WTwur
a,  
— 干涉条纹 d%#5roR4<  
 建模/设计 9HZR%s[J  
— 光线追迹：初始系统概览 7kmd.<  
— 几何场追迹加(GFT+)： q
jf
9ZD&  
 计算干涉条纹。 ef:YYt{|q  
 分析对齐误差的影响。 Mi7LyIu  
tfPe-U  
2. 系统说明 7:n OAN}%  
&o7"L;  
VIuzBmR|\  
3. 建模/设计结果 7$7#z\VWu  
=A<a9@N}N  
4. 总结 fPab%>/T{  
y@Ak_]{b  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 T:S[[#f{5  
0134mw%jk  
1. 仿真 0>U7]wZKc  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 @}hdMVi  
2. 计算 %!OA/7XbG  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ]".SW5b_  
3. 研究 1a'0cSH  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 k<k@Tlo  
Bu7aeBP  
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。 'h`)6{  
$uYfy<  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +H "j-:E@t  
zj7?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。 #BhcW"@  
!Er)|YP  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 #>O+!IH
 
C ,#D4  
2. 说明：光源 V~S(cO[vj  
DB.)/(zWQ  
2t:CK  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 z{A~d  
 因此，相干长度大于1m dWVm'd  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 IAb-O  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 {hBnEj^@  

aU%QJ#j  
.t$1B5  
Z^%aXaf8  
3. 说明：光源 b2UqN]{  
Ex4)R2c*  
3/EJ^C  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %)P)Xb  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 1NQU96  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 )X'ln  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 oU)3du   
4. 说明：光学元件 m4RiF  
G!g];7PG(  
{1[f9uPS  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 &eWnS~hJ  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 SfUbjs@a  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ->5[C0: ]  
 透镜材料为N-BK7。 6(V"xjK  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 &?3P5dy_  
Y(h(Z  
c[;=7-+  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 l`?4O  
gCv[AIE_m  
osI0m7ws:  
 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)。 X oh@(%  
 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] \Vl)q>K_h  
![/
 QW  
Hw%lT}[O  
gwN y
]!  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] z_A34@a  
6. 分光器的设置 ee#\XE=A  
6yhRcvJ}  
 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 Jek3K&  
7. 合束器的设置 ]h}O&K/  
aIklAj)=  

xZ>@wBQ  
 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。 ]QmY`pT
B`  
apv"s+  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 %p tw=Ju  
ms/Q-  
 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)。 ,Zb_Pu   
okLheF  
1. 结果：利用光线追迹分析 Y$nI9  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 yvV]|B@sO  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 yr34&M(a  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 a\Dw*h?b~  
+ wF5(  
NA9ss  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 1eMaKT_=  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 },vVc/  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 KhPDkD-  
#5mnSky+s  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 G-W(giF;NO  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 1zc-$B`t
 
4. 对准误差的影响：元件平移 ]M/*Beh  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 l8By2{pN  
 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。 J]qx4c  
J_>nn  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6cbIs_g  
^li(q]g1!  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 znu[i&\=  
q%c"`u/v/  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #(d/A<  
%!p/r`  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移
HD9+4~8  
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/uKzzD9  
8ubb~B;  
扩展阅读 If%**o  
1. 扩展阅读 ~VaO,8&+L  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 6+x>g  
 开始视频- 光路图介绍 5=9gH  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 {^SHIL  
 其他测量系统示例： n<66 7 <  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)