[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) USLG G}R  
x8i;
uH\8  
应用示例简述 P;o6rQf  
SoZ$1$o2  
1. 系统说明 |Q
wX  
Z?k4Kb  
 光源 $]IX11.m  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) vzl+0"  
 元件 %n-:mSus  
— 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 s`W
\`w}  
 探测器 $\kqh$")  
— 干涉条纹 U4]>8L  
 建模/设计 KE3/sw0  
— 光线追迹：初始系统概览 Pt~mpRlH
 
— 几何场追迹加(GFT+)： QAYhAOS|e  
 计算干涉条纹。 BgLW!|T[  
 分析对齐误差的影响。 '\qd{mM\r  
M>hHTa?W  
2. 系统说明 NF`WA-W8@  
<Cc}MDM604  
BX :77?9,+  
3. 建模/设计结果 fC>3{@h}*  
P@P(&{@  
4. 总结 __HPwOCG7  
_:ypPRJ  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 xQV5-VoFC  
 DJ?kQ  
1. 仿真 ~B0L7}d  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 j0b?dK
d  
2. 计算 P$z8TDCH  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8x$BbK  
3. 研究 >5C|i-HX  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 MNURYA=  
^E_`M:~  
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。 ?3bUE\p  
C'x?riJ/  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 7kmU/(8  
k2Yh?OH  
 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。 n_5m+ 1N  
o~7~S  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 TCAtb('D  
T1TKwU8l  
2. 说明：光源 .>z)6S_G  
O>e2MT|#k  
]k~k6#),;  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 KKm&~^c  
 因此，相干长度大于1m GKf,1kns  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 r )8[LN-  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 uJ jm50R<  
nb}*IExd  
6 R}]RuFQ  
>r+Dl\R  
3. 说明：光源 3vx*gfr3  
SaKaN#C  
_@I<H\^  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Zcq'u jU  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 R2kR   
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 _:oB#-0  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 Ara D_D  
4. 说明：光学元件 Pg[XIfBva  
gMe)\5`\Y  
5o;M  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 *Dx&}"  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 e|x1Dq  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 5Ug.J{d  
 透镜材料为N-BK7。 {+~}iF<%  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 FncK#hZ.  
g?,\bmHE  
oNHbQ&h  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 4/Ub%t-
 
]AoRK=aH  
]?!#*<t r  
 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)。 9PXG*r|D  
 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|$U)'  
'0QrM,B9  
!{'C.sb?~  
|F)BKo D  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] px6[1'|g  
6. 分光器的设置 ciRn"X=l  
,PH;j_  
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 S?p
WxHR]  
7. 合束器的设置 '?]B ui  
1<y(8C6  
X|!VtO  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 ziUEA>m*/  
;.$AhjqiP  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Ny_d  

~DYUI#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)。 fFu+P<?"  
om6'%nXhn  
1. 结果：利用光线追迹分析 )+;Xfftz  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 zN2CI6  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Z$qLY<aV  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 :x"Q[079  
E= 3Ui  
8T
?=_|  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 HRX}r$  
 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。 fmqHWu*wG  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 ZDHm@,d  
+<#0V
!DM  
 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°。 VK>ZH^-  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }>`rf{T  
4. 对准误差的影响：元件平移 u-v/`F2wN  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 'ii5pxeNI  
 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。 {D6lSj  
alr'If@7  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &y\7
pAT\  
TsiI5'tx  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 90Rz#qrI*  
Y!!w*G9b  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6"@`iY  
ck0K^o v  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 W(~7e?fO  
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。 {lv@V*_Y0  
V)|]w[(Y  
扩展阅读 "{TVd>9_  
1. 扩展阅读 @\ udaZc  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 JDbRv'F:(  
 开始视频- 光路图介绍 /6Bm <k%  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 42E%&DF  
 其他测量系统示例： L_@P fI
 
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)