[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) feJzX*u  
0e./yPTT  
应用示例简述 DI9hy/T(  
{ 'A`ram  
1. 系统说明 Z_b^K^4  
/zt9;^e  
 光源 .<xzf4C  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) eAqSY s!1  
 元件 zk6al$3R  
— 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 8H2zMIB  
 探测器 XKp$v']u  
— 干涉条纹 K4T#8K]aZF  
 建模/设计 oJ\)-qSf  
— 光线追迹：初始系统概览 oZM6%-@qi  
— 几何场追迹加(GFT+)： $qz(9M(m#  
 计算干涉条纹。 yH`4sd  
 分析对齐误差的影响。 /"~ D(bw0=  
{;:QY1QT  
2. 系统说明 u_kcuN\Sq  
XOOWrK7O  
VSm[80iR0  
3. 建模/设计结果 !v/j*'L<M}  
Iw07P2  
4. 总结 >Xz=E0;^Ua  
bxxazsj^  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^oZz,q
 
'eM90I%(  
1. 仿真 Z)V m,n
g  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 FI.Ae/(U  
2. 计算 0<g;g%   
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 S7|6dwQ&  
3. 研究 6CQ.>M:R  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 O"'.n5>:`  
f82$_1s^  
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。 W|~Jl7hs8Q  
M lv  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 /mdPYV  

YwbRzY-#F  
 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。 C]X:@^Hy  
O?p8Gjf  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 4=;.<  
^[UWG^d  
2. 说明：光源 M-#
OPj*  
\BRxdK'  
`5HFRgL`.
 
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 $A4rdhvd  
 因此，相干长度大于1m =)h<" 2  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 qcNu9Ih  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 s!lLdR[g  
98c##NV(7|  
|*G$ilu  
}Q }&3m~g  
3. 说明：光源 bCV3h3<  
 <>|&%gmz  
{2A| F{7>  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 S1Z~-i*w  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 gY],U4_:p  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 2 }9of[  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 OpNTyKbaD  
4. 说明：光学元件 @&I7z,  
a{4Wg:  
Fwu:x.(  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 u~uR:E%'C  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ZWtlOP#]  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 r8R]0\  
 透镜材料为N-BK7。 >A]U.C  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 %=ZN2)7{  
8+7n"6GY2/  
xSf&*wLE  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 fXL&?~fS  
}3
b3^f  
Moldv x=M  
 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)。 '
8k{\>  
 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] ^~p^N <  
IIn
sq  
FnZMW, P  
Mu1H*;_8  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] tom1u>1n  
6. 分光器的设置 +#B4Z'nT  
[Iwb7a0p  
 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>~D(4r|pS  
7. 合束器的设置 cC4 2b2+  
x|7
vN E=Q  
he vM'"|4  
 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。 Gp l  
NcuZw?  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 {vp|f~}zTw  
lc:dKGF6  
 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)。 3 L:s5  
%(P\"hE'  
1. 结果：利用光线追迹分析 71RG1,  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 M0B6v}^H  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 :2Fy`PPab  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ym]12PAU5  
4lb(qKea  
&rc]3! B  
 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。 6Mh;ld@  
 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。 Juhi#&`T  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 Tc3~~X   
96VJE,^h  
 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°。 D*nNu]|j  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 UI?AM 34  
4. 对准误差的影响：元件平移 ,G
U|3  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 odPdWV,&*  
 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。 y8HwyU>  
342m=7l
K  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 G $F3dx.I  
.5tE, (<?  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Bd8{25{c  
#GlQwk3  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 aFbIJm=!  
Li?_P5+a  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 .{=|N8*py8  
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。 CyWMr/'  
|_} LMkU)  
扩展阅读 -|FSdzvg  
1. 扩展阅读 }|Ao@UvH  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 IAlX^6s*  
 开始视频- 光路图介绍 0DZ}8"2  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 9>OPaLn  
 其他测量系统示例： O'WBO"  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)