[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) 3zr95$Mt  
Xc>M_%+R  
应用示例简述 _"4u?C#  
F]fBFDk  
1. 系统说明 0Z11V9Jk  
*_qLLJg  
 光源 Z?@oe-mz  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) T
_=IH~"  
 元件 >GV(\In  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 F4b$  
 探测器 ^KlW"2:  
— 干涉条纹 d?9b6k?  
 建模/设计 T09'qB  
— 光线追迹：初始系统概览 ;z Qrree#  
— 几何场追迹加(GFT+)： ,NA _pvH)  
 计算干涉条纹。 $FJf8u`  
 分析对齐误差的影响。 Dr_ (u<[  
N4L#$\M  
2. 系统说明 ru>c\X^|  
NUQ?QQ  
'zUWO_(  
3. 建模/设计结果 :(?F(Q^  
o`{@':%D`  
4. 总结 ab!Cu8~v  
Y3n6y+Uzk  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )%(V.?eW  
flXDGoW  
1. 仿真 # fe%E.  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 _U<r@  
2. 计算 d#W>"Cqxqa  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8TE2q Pm  
3. 研究 qhQeQ  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 XwlF[3VbiX  
[S:{$4&  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 0rA&Q0  
"C~Zl&3  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 F, 39'<N[  
7`pK=E}+  
 通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ~\yk{1S  
H[e=^JuD  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ia%S=xU{=  
p*Q *}V  
2. 说明：光源 ETMF.-P  
7lH.>
n  
[vNaX%o  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 IwZe2$f  
 因此，相干长度大于1m U(~d^9/#  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 .dQEr~f#}  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 5<RZht$i  
wj$WE3Y  
7O]$2  
ibqJ'@{=e  
3. 说明：光源 =}xH6^It  
;X}!;S%K  
;W2Rl%z88  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 CYHo~VIK  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 iAn]hVW  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 n%&+yg  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 @ rG=>??k  
4. 说明：光学元件 \ 0J&^C  
}M|,Z'@*  
T@?uA*J  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 tvEf-z  
 位相延迟平板材料为N-BK7。  jT$  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 6_zyPh  
 透镜材料为N-BK7。 d
#Xt2   
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 LO@='}D=  
M\L^ Wf9  
zv>7;E
n3  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 g7g^iLU  
5LVzT1j|  
(;T g1$  
 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)。 iRsK;)<  
 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] ? f>pKe  
Z%9_vpWc  
upefjwm  
1@6FV x  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] -d8U Hc  
6. 分光器的设置 UWIw/(Mv/]  
p`mNy o'  
 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 t{g7 :A  
7. 合束器的设置 90[?)s  
KOYcT'J@vR  
;RW024  
 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。 Y-y<gW  
4PDxmH]y  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 0sGAC  
=ec"G2$?"  
 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)。 |x$2-RUP  
d"~-D;  
1. 结果：利用光线追迹分析 o3kVcX^  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 }MCJ$=5  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 :}{,u6\  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 uYy&<_r  
K'u66%wAL  

/gUD!@  
 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。 z]33_[G1U  
 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。 SO8b~N  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 I]vCra  
JoIh2PD  
 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°。 Y2
QX9RN  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 kD{qW=Lpn  
4. 对准误差的影响：元件平移 ,o68xfdZVW  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Di>
B:=  
 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。 ,HHCgN  
 PH6NU&H  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s$PPJJT{b  
V^/]h u  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 2oFbS%OV  
Qs1e0LwA9  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `;BpdG(m  
GAY f.L"  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 dWDM{t\}\  
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。 +u|p<z  
\ N;%
 
扩展阅读 KDEcR  
1. 扩展阅读 p0Ra`*f  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ._A@,]LS}  
 开始视频- 光路图介绍 3Sh#7"K3  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 G.y~*5?#  
 其他测量系统示例： JVawWw0q  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)