[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) f%^'P"R  
W|Ld
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应用示例简述 ^,s?e.u$8`  
\,W.0#D8v4  
1. 系统说明 irxz l3   
B5=3r1Ly  
 光源 ~bU7
QLr  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 3VCqp13
 
 元件 euRss#;  
— 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 \4~AI=aw,T  
 探测器 * UcjQ
  
— 干涉条纹 ^^LjI  
 建模/设计 nW;kcS*A  
— 光线追迹：初始系统概览 UKB_Yy^Y  
— 几何场追迹加(GFT+)： ?A=b6Um  
 计算干涉条纹。 MZm'npRf  
 分析对齐误差的影响。 vb=CFV#  
5rN_jC*U  
2. 系统说明 w$Ux?y-L  
nsJ:Osq|  
3A0_C?E  
3. 建模/设计结果 2ChWe}f  
@@pq'iRn  
4. 总结 hTS
|_5b  
r%MyR8'k]  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8GB]95JWwp  
=:K@zlO:  
1. 仿真 N=fz/CD)I  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 uCUu!Vfeg  
2. 计算 .j 'wQ+_  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 X\A]"su  
3. 研究 JieU9lA^&B  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 b~wKF0vq  
i.@*tIK  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 h%b
hrkD  
>ZCo 8aK  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 FLbZ9pX}  
|HgfV@Han  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 A~y VYC6l  
x70N8TQ_gK  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 0VG=?dq  
75Fp[Q-  
2. 说明：光源 YRa4W.&Yn  
Sr7@buF  
nZW4}~0j  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 &q>h*w4O  
 因此，相干长度大于1m &wGg6$  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 m.146  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Ec.)!Hu  
eiB(VOJ  
"'aqb~j^  
5rF/323z  
3. 说明：光源 "o==4?*L  

S-,kI  
fv|%Ocm  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 BD4"pcr  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ;y>'yq}  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 -d_ 7*>m$  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 2VMX:&3 5J  
4. 说明：光学元件 yy))Z0E5  
R`3x=q  
8>v7v&Bh|  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 0~.)GG%R>D  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 cUV
TRWV  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Sgx+V"bkT  
 透镜材料为N-BK7。 e@+v9Bs]q  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 |$w0+bV*  
5F03y`@ u  
ZpTi:3>  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 (WkTQRcN,  
*vXDuhQ  
?:JdRnH\  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 z=%IcSx;  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] CH#kvR2  
yI *M[0  
clC~2:  
F]P
ul|.l  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] |WUA1g  
6. 分光器的设置 a(g$ d2H  
_32/WQF6  
 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 +E)e1:8  
7. 合束器的设置 P69>gBZYD  
/o'oF  
L:Ed-=|Uw  
 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。 w0\4Wa  
Do(PdF6A  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 xz="|HD);  
WY3_7k8u  
 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)。 0A@-9w=u  
"&|lO|  
1. 结果：利用光线追迹分析 ScsWnZ  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 vr<)Ay  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 i{4'cdr?  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 d7\k gh  
w# xncH:1  
!+%Az*ik  
 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。 c;nx59w]q  
 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JW_a&'  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 6@i|Kw(:  
m*OLoZVy  
 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°。 '=-s1c@^  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 7BVX
Bw  
4. 对准误差的影响：元件平移 ;}n|,g>  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 <[esA9.]t  
 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。 .$n$%|"H-  
MP_A<F  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 WFQ*s4 R(  
?hP<@L6K  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 nmTm(?yE  
G%y>:$rw[O  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~r{\WZ.  
U#OWUZ  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1y_fQ+\2A  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 H^]Nmd8Q)  
" &_$V@S  
扩展阅读 (R9QBZP5  
1. 扩展阅读 Tyg$`\#   
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 3w[<cq.!  
 开始视频- 光路图介绍 TXZ(mj?  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 pjaiAe!k  
 其他测量系统示例： >_|Z{:z]d.  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)