[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) AG$
-U2ap  
F"m}mf  
应用示例简述 Z|Lh^G  
hBfzU\*0H  
1. 系统说明 H%NLL4&wu  
OuBMVn  
 光源 2,XqslB)  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) S"KTL*9D  
 元件 , R.+-X  
— 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 XJxs4a1[t  
 探测器 z[lRb]:i[  
— 干涉条纹 M;p q2$  
 建模/设计 jzJ1+/9  
— 光线追迹：初始系统概览 J%Z)#  
— 几何场追迹加(GFT+)： 3ciVjH>i  
 计算干涉条纹。 q| =q:4_L  
 分析对齐误差的影响。 w
h7a|  
@'<j!CqQ o  
2. 系统说明 DO-K  
{ Sliy'  
$NGtxZp  
3. 建模/设计结果 S9"y@
F <  
h$ETH1Ue  
4. 总结 ZvnZ}t>?  
ZnhuIAAG  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %*Z2Gef?H  
oIL+@}u7  
1. 仿真 $Z7|t  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 E=1/  
2. 计算 Lq $4.l[j  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Znl>*e/|  
3. 研究 v$Y1+Ep9  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 In9|n^=H@  
|b'<XQ&l5  
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。 U9p.Dh~)vG  
zS"zb  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 "MS`d+rf\  
hIO4%RQj_  
 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。 seV;f^-hR  
b5 C}K  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 uuK]<h*  
6$vh qg}f  
2. 说明：光源 9Or4`JOO  
cA*X$j6  
>A(?Pn{|a  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 I'%H:53^0  
 因此，相干长度大于1m y:[VRLo  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 `~+a=Q  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 .6Lhy3x  
ttq< )4  
#z^1)7  
J
X@6Sg<  
3. 说明：光源 19-yM`O  
GoVPo'  
-"dy z(  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 4k2c mM$  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 dj&m  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ^`r|3c0  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 *Qwhi&k  
4. 说明：光学元件 Qbt>}?-  
H6CGc0NS+  
7 }MJK)  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 U W)&Eky  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 b%jG?HSu  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 >iWf7-:  
 透镜材料为N-BK7。 % m5^p  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 +?txGHQq  
/R$x-7t)^(  
%TTL^@1!b  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 <9.7gwzE  
+-YuBVHL  
}~~^ZtJ\  
 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)。 MG5Sn*(C  
 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] I)%jPH:ua  
c^)E:J/  
P<JkRX  
u.4vp]eU  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] KY34 'Di  
6. 分光器的设置 nC{rs+P
 
n zrCOMld  
 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 $`dNl#G,  
7. 合束器的设置 0?;Hmq3  
i|{nj\6w^  
:w_1J'D}  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 d47:2Zj  
D
!$ =oK  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 {1U*:@j  
_@;3$eB  
 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)。 Xg3[v3m|  
k^\&.63(  
1. 结果：利用光线追迹分析 $yqq.#1  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 QuRg(K%:  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 "LIii1]k  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 u0KZrz  
<Jrb"H[T"  
*vE C,)  
 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[cL#fBz  
 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。 yrNc[kS/  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 $ 14DTjj  
>^GCSPe  
 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°。 M`fXH 3D  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 i/Lq2n3 )  
4. 对准误差的影响：元件平移 T*~)9o  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 VEKITBs  
 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。 q/-j`'A_pb  
Y4!q 1]TGX  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (KImqB$i.  
}JMkM9]  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 7kpW1tjY  
rAw1g,&  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lBZ*G  
A1}+j-D7!y  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Y]Vc}-a(h  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 E!l1a5qB  
PR6uw  
扩展阅读 IX?%H!i  
1. 扩展阅读 NRF%Qd8I/2  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #$C]0]|  
 开始视频- 光路图介绍 cB=u;$k@*  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 `0
sk2fn  
 其他测量系统示例： 7[0k5-  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)