[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) WO+?gu  
CwEWW\Bu  
应用示例简述 c=jI.=mi3  
YjIED,eRv  
1. 系统说明 &)"7am(S`  
JQbMw>Y  
 光源 wk@(CKQzI,  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) WV!kA_  
 元件 Vx7Dl{?{'  
— 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 \{+nXn  
 探测器 5>4A}hSe  
— 干涉条纹 3>@qQ_8%~  
 建模/设计 3<UDVt@0  
— 光线追迹：初始系统概览 faL^=CAe  
— 几何场追迹加(GFT+)： ;SlS!6.W-  
 计算干涉条纹。 u=v%7c2Mx}  
 分析对齐误差的影响。 [ilv/V<  
abJ@>7V  
2. 系统说明 qqom$H<  
h2/1S{/n]  
2 Zjb/  
3. 建模/设计结果 yK>0[6l  
\dxW44sM  
4. 总结 sKB-7  
+v[$lh+  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [;V1y`/K1  
< jocfTBk  
1. 仿真 Zh~Lm  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 <*(UvOQuX  
2. 计算 /YugQ.>| l  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 GFc  
3. 研究 UN .[,
%<s  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 D-+)M8bt  
D'sboOY  
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。 
4pTuP /  
m9<[bEO<$  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 LG@c)H74  
LOb'<R\p  
 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。 ga1gd~a  
l^eNZ3:H  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 eze(>0\f  
D@b<}J>0'  
2. 说明：光源 t ]I(98pY  
':R3._tw\  
?D^,K`wY=B  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 /HJ(Wt q  
 因此，相干长度大于1m =*>4Gh i  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 7%"\DLA  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 +D-+}&oW  
\`%Y-!H+v  
y[5P<:&s  
wyA(}iSq  
3. 说明：光源 WoWM  
; # ?0#):-  
VU0tyj$  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 zQj%ds:  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 at(p,+ %  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 
c'Tu,-  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 \gzwsT2&  
4. 说明：光学元件 <pl2 dxy  
w3bH|VnU8;  
<%#y^_  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 [.Wt,zrE  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 &'ETx
"  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 #M9D" <pn}  
 透镜材料为N-BK7。 W*DIW;8p  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ~md|k  
?nSp?m;  
tfKeo|DM"  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 &MQt2aL  
1o8"==
n%  
UoS;!}l  
 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)。 |>}0? '/]  
 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] <w2NJ~M^  
8\.1m9&r>o  
(*WZsfk>/<  
898wZ{9  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] =ObtD"  
6. 分光器的设置 JTB~nd>  

42LXL*-4  
 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 95 .'t}  
7. 合束器的设置 pfQZ|*>lkb  
?uX6X'-  
5 /jY=/0.a  
 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。 ee0>B86tE  
tKsM}+fq  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 c%Cae3;  
Y6%OV?}v!  
 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)。 _ *s  
3N*C]  
1. 结果：利用光线追迹分析 q[+:t   
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I_I;.Ik  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 '*;eFnmvs:  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 5{/Pn%5  
PZg]zz=V4  
}ZVv  
 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。 78J.~v/  
 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。 .:!x*v  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 B:#0B[  
L=
w
Fo^N  
 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°。 safS>wM]  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ]JPPL4wAT  
4. 对准误差的影响：元件平移 {ZEXlNPww  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 YIUmCx0a  
 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。 _"bvT?|  
P(nHXVSUE  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 UMW^0>Z!v  
!,!tNs1 K  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 WM )g(i~(  
;U3Vows  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 x2c*k$<p  
*xTquV$  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Eq;frnw>q  
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。 6U9Fa=%>}  
Ns8NaD  
扩展阅读  /r@  
1. 扩展阅读 5nqdY*  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 +1fOW4!5  
 开始视频- 光路图介绍 vS__*}^  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 3Il/3\  
 其他测量系统示例： \1'R}B@;  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)