[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) yf|,/{S  
>L5fc".  
应用示例简述 TFZvZi$u&  
"n<rP 3y  
1. 系统说明 |E{tS,{OhJ  
1zo0/<dk  
 光源 k8>(-W"A  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 4Cd#S9<ed  
 元件 Y!3Mm*  
— 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 a#i85su  
 探测器 0QzUcr)3+  
— 干涉条纹 z@70{*  
 建模/设计 Tbf@qid e  
— 光线追迹：初始系统概览 hMcSB8?  
— 几何场追迹加(GFT+)： O &/9wi>!q  
 计算干涉条纹。 s,5SWdb\v  
 分析对齐误差的影响。 =1!,A  
!yUn|v>&p  
2. 系统说明 uj8G6'm%  
$5(_U  
24Y8n  
3. 建模/设计结果 f+}Rj0A  
gzHMZ/31  
4. 总结 M lv  
cImOZx
 
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 B/:
+(|  
;f]p`!] 3  
1. 仿真 FWi c/7  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 W^o*^v  
2. 计算 4jWzYuI&J  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \IL;}D{  
3. 研究 6[b?ckvi  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 t^8ii  
Mz?xvP?z  
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。 jb~W(8cj  
For`
rfR  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 sl5y1W/]]  
FJ/>=2^B  
 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。 b 8vyJb,K  
mYU7b8x_  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 [RAzKzC\M  
*qX!  
2. 说明：光源 A-=B#UF  

t:NYsL  
G,{=sFX  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 r>>4)<C7J  
 因此，相干长度大于1m V6c>1nZ  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ;~A-32;Y4  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 oVD)Fb%[i9  
`[OJ)tHE  
qI]PM9  
DH@]d0N  
3. 说明：光源 T(GEFntY  
AX`>y@I  
5s
5GBJ?  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 g6s&nH`Z2  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Q|gw\.]$&[  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 _f"HUKGN  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 P!6v0ezN  
4. 说明：光学元件 `:aml+  
{6y@;Fd  
31y>/*}  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 iXF iFsb  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 i)@IV]]6yL  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 #hKaH -j  
 透镜材料为N-BK7。 P' ";L6h  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 1X ?9Ji)h  
m L#%H(  
tRUGgf`  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图  L+=pEk_  
&N+,{7.  
'aN`z
3T  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 : \{>+!`w  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] HsF8$C$z  
F6L}n-p5  
>V01%fLd  
\*wQ%_N5  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] k@[P\(a3b  
6. 分光器的设置 Fm{/&U^  
EgYM][:UU  
 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 '\,|B x8Q  
7. 合束器的设置 ]-rhc.Gk@1  
Dc1tND$X3g  
&8!~H<S  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 fwN'5ep  
2!w5eWl,  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ORc20NFy7  
GKk>;X-  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 w!5@PJ)~U  
bG|aQ2HW  
1. 结果：利用光线追迹分析 u
%s@B1j  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 'Nqa=_<WW  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 !{WIN%O  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 QE#Ar8tU  
I7S#vIMXR.  
34Fc oud);  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 *EB`~s  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 mY'c<>6t  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 fr19C%{  
=*[98
%b   
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 z_ 01*O  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 qH8d3?1XO  
4. 对准误差的影响：元件平移 Ir,3' G  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 (C&Lpt_  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 46(=*iT&V  
j "^V?e5  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 R.Uwf  
W ZAkp|R  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 y8!#G-
d5  
@:
ojt$  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 k^%Kw(/  
y-1!@|l0:6  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 +n>_NVe  
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。 nYvx[ zq?^  
{\P`-'C  
扩展阅读 fecV[  
1. 扩展阅读 "R!)"B==  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =dp(+7Va  
 开始视频- 光路图介绍 \\D(St  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 d41DcgG'j(  
 其他测量系统示例： qb[UA5S\`  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)