[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) k<P`
 
cIQbu#[@  
应用示例简述 ?A3u2-  
OSfT\8YA  
1. 系统说明 tSux5yV  
ce#Iu#qT  
 光源 %6%mf>Guf  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) "dGN0i  
 元件 /qJCp![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 .p.( \5Fo  
 探测器 2S~(P  
— 干涉条纹 V?'p E  
 建模/设计 \NMqlxp2  
— 光线追迹：初始系统概览 x`FTy&g  
— 几何场追迹加(GFT+)：
+Adk1N8  
 计算干涉条纹。 iqdU?&.;  
 分析对齐误差的影响。 W!R0:-  
@"BhKUoV$K  
2. 系统说明 3!\h'5{  
z?Ok'LX  
[|YvVA  
3. 建模/设计结果 `"[qb ?z  
{aq)Y>o5:T  
4. 总结 ]M
l  
|U;O HS  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :hs~;vn)  
+or<(%o @  
1. 仿真 Ihf)gfHj  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 akNqSZwj  
2. 计算 9unRMvE u  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ^\Z+Xq1~/  
3. 研究 ~-6_-Y|  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 SepwMB4@  
n[gE[kw  
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。 De^
:9<{jc  

lq"X_M$  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Ky"FL  
Z#Kf%x.  
 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。 h'};spv  
ohqThl  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 aQ$sn<-l  
I=#`8deH(  
2. 说明：光源 R'`'q1=R  
wEM=Tr/h  
Lo_+W1+  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 8ta@@h  
 因此，相干长度大于1m #+l`tj4b/  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ,lA@C2c  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 bA,Zfsr6#  
;veD?|  
5v)bs\x6  
mN}s
zW,  
3. 说明：光源 AK,'KO%{=  
eGq7+  
yD7}  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ap )B%9  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~qeFSU(  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 P'OvwA  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 :=;{w~D  
4. 说明：光学元件 z/xPI)R[  
u-,}ug|  
"E\mj'k  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 G2kU_  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 [Cv./hE
Qi  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 \alV #>J5  
 透镜材料为N-BK7。 ').)0;  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Zf@B< m  
|K Rt$t  
C$6FI
`J  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 T9Q3I  
B F<u3p??  
A\Ib  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 !`I@Rk]`c  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] Pn OWQ8=  
N7J?S~x  
A)sYde(  
WV$CZgL  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 5\bGCf  
6. 分光器的设置 ulIEx~qP  
h9ScN(|0y  
 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 ZK^cG'^2|  
7. 合束器的设置 Yu3S3aRE  
c]ARgrH-  
NgGMsE\C}  
 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。 v5S9h[gT  
N~O
3KG q  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 zk8)!Af  
7amVnR1f  
 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)。 Om0$6O  
M/Yr0"%Q<.  
1. 结果：利用光线追迹分析 c("|xe  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 El<*)  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 *tF~CG$r  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 b/z-W`gw  
Dd5 9xNKm  
WMa0L&C~v  
 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。 6*9wGLE  
 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。 `]eJF|"  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 C!5A,|DX  
+r8bGS]ki  
 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°。 b]4dmc*N+  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 !lgL=Ys(  
4. 对准误差的影响：元件平移 JkAM:,^(  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 .Az36wD  
 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。 ;9T}h2^`B  
"17)`Yf  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 R#d~a;j  
C:J;'[,S  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 `uMEK>b  
X=$Jp.  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .c"nDCFVR  
:]-oo*xP  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6^"QABc
 
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。 2nB99L{6  
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+PzgP  
扩展阅读 sxREk99lL  
1. 扩展阅读 o{s2T)2  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 +NPL.b|  
 开始视频- 光路图介绍 EJkHPn  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 >D,Oav  
 其他测量系统示例： RehmVkT  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)