[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) N/mC,7Q  
{2%@I~US  
应用示例简述 3`m n#RM  
[a1}r=6~  
1. 系统说明 \9dC z;  
v\ Xk6k  
 光源 GvT'v0
&+  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) _p=O*$b.  
 元件 ]#x?[F  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 Z(-@8=0  
 探测器 [z`m`9Aq  
— 干涉条纹 4*9:  
 建模/设计 u-E*_%y  
— 光线追迹：初始系统概览 pUaGrdGxzQ  
— 几何场追迹加(GFT+)： ws$!-t4<(  
 计算干涉条纹。 kVe_2oQ_>  
 分析对齐误差的影响。 c>RS~/Y  
R%N&Y~zH  
2. 系统说明 *.0#cP7 "  
z,B'I.)M  
Y r^C+Oyg  
3. 建模/设计结果 mam2]St"  
9:tKRN_D  
4. 总结 ~?n)1Vr|  
KCkA4`IeM  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?Y#0Je
 
u%=M
4|7  
1. 仿真 zy9# *gGq  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 VZ8HnNAbX  
2. 计算 s9Aq-N  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +kKfx!  
3. 研究 (s`yMUC+  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 PO[ AP%;  

%maLo RJ  
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。
skn`Q>a  
qE`  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 7uQ-:n  
?qt>;o|Ue  
 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。 rSVU|O3m;  
f|1GlUA{t  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 W=Ru?sG=  
tc@([XqH  
2. 说明：光源 T.zUerbO  
\$Nx`daFi  
*@r)3  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 q|. X[~e|  
 因此，相干长度大于1m 1dF=BR8  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 wU#79:h  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 H`$s63  
PZRm.vC)k  
(:>:tcE  
Y.qlY3iBp  
3. 说明：光源 0'm4 )\  
lk6*?EJ  
HUtuUX  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 }F1|& A  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 AopCxaJ`  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 *1}'ZEaJ  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Fa$ pr`  
4. 说明：光学元件 {<a(1#{  
H1'`* }V  
eGS1% [  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 X
TD_q  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 3n/U4fn_  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 0.-2
FHc9L  
 透镜材料为N-BK7。 2 fX-J  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 H/p<lp  
9Kw4K#IqQ  
_W4i?Bde  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Oc;0*v[I  
8V
j]whE  
B1oy,'  
 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)。 qh/q<  
 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] HPAd@5d(  
=~% B}T  
50oNN+;=R  
MC!K7ji  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] +!6C^G  
6. 分光器的设置 *s/sF@8<X  
Af:4 XSO6  
 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 )FM
/^  
7. 合束器的设置 }*m:zD@8$  
Z<Rz}8s  
Dcq\1V.e`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。 twqjaFA>  
?w1_.m|8u  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 !ec\8Tj  

wxARD3%  
 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)。 $WvI%r  
qx<`Kc4  
1. 结果：利用光线追迹分析 nJny9g  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 1sZwW P  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 2>#Pt^R:C  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 e =V
u;  

g6$X {  
qtTys gv  
 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。 p%CAicn  
 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。 N\Bygjw|  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Qw.""MLmN8  
o|Obl@CSBD  
 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°。 2"C'Au  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 w*r.QzCu,5  
4. 对准误差的影响：元件平移 oYnA 3  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 WEUr;
f  
 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。 Nhn5 iN1*  
5.#r\' Z#  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 vV-ATIf
^  
&F[/@  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 7rc^-!k  
)h,+>U@  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @#1k+tSA,  
e|+U7=CK  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 e~c;wP~cO  
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。 &}VGC=F;d  

bV&/)eqv  
扩展阅读 Q3\j4;jI(  
1. 扩展阅读 ^<$dTr'  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ~" B0P>7  
 开始视频- 光路图介绍 RyC]4QyC  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 #Oz<<G<  
 其他测量系统示例： ;_M .(8L  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)