[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) [KR`%fD0  
O1@xF9<  
应用示例简述 A8OV3h6]  
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9K  
1. 系统说明 9[|Ql  
nVoPTr  
 光源 zQ}:_
 
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) xv9Z~JwH  
 元件 p~28?lYv  
— 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 A1p;Ye
>o~  
 探测器 QhK]>d.  
— 干涉条纹 R\+p`n$  
 建模/设计 Hq^sU%  
— 光线追迹：初始系统概览 2_0OSbFv'P  
— 几何场追迹加(GFT+)： O~B iqm  
 计算干涉条纹。 \{n]&IjA  
 分析对齐误差的影响。 L '342(  
r}9qK%C G.  
2. 系统说明 0?ZJJdI3  
jR\T\r4  
9S.Uo[YY  
3. 建模/设计结果 JcZs\ fl9  
\<~[uv'  
4. 总结 Ud:v3"1  
APuG8 <R,  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jGd{*4{3+  
&D uvy#J  
1. 仿真 x+"~-KO8q$  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 \A _g  
2. 计算 8OZc:/  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5FnWlFc  
3. 研究 .wx;
!9  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 JMw1qPJQ  
6Ez}A|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。 N9Yc\?_NU_  
s6w</  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 $TL~SVHj;{  
"Sc_E}q|e  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 >"B95$x5  
!SD?  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 "Q#/J)N  
<Jo_f&&{  
2. 说明：光源 $Dd IY}  
"o`N6@[w^  
q.t>:`  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 I2qC,Nkk  
 因此，相干长度大于1m SPeSe/  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 9n$GeRO  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 !9k)hP  
pA+W 8v#*  
a [iC!F2  
y|nMCkuX  
3. 说明：光源 1[a;2xA~  
<jQ?l%\  
;-lk#D?n9  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ATv.3cy  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 j\("d4n%C  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 +y>D3I  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 M&~3fRb4  
4. 说明：光学元件 $xyG0Q.  
D!ToCVos  
{%'(IJ|5z  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 amK?LDf]  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 "Git@%80  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 cV_nYcLkz  
 透镜材料为N-BK7。 :O{`!&[>L  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 `B"=\0  
zJOjc/\  
>o>r@;  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 '%yWz)P  
d Ayof=  
5u MP31  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 wLPL9  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] x^qmYX$'1b  
"~9 !o"  
 Y5$5qQ  
!iWPldn&]  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] |Ma"B4  
6. 分光器的设置 Pq>r|/~_  
^!L'Aoy;E  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 ``)ys^V  
7. 合束器的设置 AdesR-e$R  
NQ_H-D\,  
6n]fr9f  
 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。 (YF`#v6  
F``$}]9KHD  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ~z$vF  
]vMr@JM-G  
 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)。 $*V:;
-H  
Yj|Oy  
1. 结果：利用光线追迹分析 DnS# cs~  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Zj99]4?9  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 'due'|#^  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹  $J>GCY  
!jL|HwlA  
,di'279|  
 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。 $-[V
)]h  
 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。 8bLA6qmM\  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 +pZ, RW.D  
ME7jF9d  
 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°。 (ec?_N0=  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 iY1%"x  
4. 对准误差的影响：元件平移 9}Ud'#E  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 $73 7oV<  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ATp7:Q  
0W<:3+|n4  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 w$WN` =  
n#[-1(P  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Xp@8vu  
eVyXh>b*  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 3JVENn9  
o?$kcI4  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 y.AVH`_u  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 RO+B/)~0<  
zZ&L#  
扩展阅读 `,gGmh  
1. 扩展阅读 u@tJu'X  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 0OO$(R*  
 开始视频- 光路图介绍 $_CE!_G&)  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 +b"RZ:tKp  
 其他测量系统示例： +e?mKLw14  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)