[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) oz3N 8^M  
b(^/WCykH  
应用示例简述 C\"nlNKw  
"#zSk=52z
 
1. 系统说明 ?VCdT`6=  
.*FBr7rE\  
 光源 @bs YJ4-V  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) t~vOm   
 元件 XC44]o4jx  
— 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 Fg` P@hC  
 探测器 SURbH;[  
— 干涉条纹 dCq-&3?t  
 建模/设计 {jz?LM  
— 光线追迹：初始系统概览 wf*G+&b d2  
— 几何场追迹加(GFT+)： b
loe|o!  
 计算干涉条纹。 Nr~9] S  
 分析对齐误差的影响。 k;EG28   
,Dh+-}  
2. 系统说明 =NJ:%kvF  
?\Fo|__  
NsbC0xLd  
3. 建模/设计结果 nV`n=x  
HJ5 Ktt  
4. 总结 '7BJ.  
72Zp%a=  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 'v|R' wi\  
j&
6O1  
1. 仿真 W^U6O&-K  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 @34Z/%A  
2. 计算 =;tDYuFc!  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v67utISNI  
3. 研究 {?X#E12vf  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 %K9pnq/T^  
F7o#KN*.]  
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。 (i3V  
sGBm[lplz  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 A(Tqf.,G  
zY11.!2  
 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。 ucP"<,a  
cx+w_D9b!  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 rN$U%\.I  
:A,g:B  
2. 说明：光源 yM_ta '^$  
%R|_o<(#MJ  
v@xbur\L  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 )># Y,/q  
 因此，相干长度大于1m v8{ jE
AK  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 So6ZNh9  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 DHI%R<  
d17RJW%A  
k4HE'WY  
rnOg;|u8  
3. 说明：光源 T O]wD^`  
Q4H(JD1f)  
Xl/SDm_p  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 vHydqFi9  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 [ClDKswq  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 lwVo%-  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 bUcEQGHcZ=  
4. 说明：光学元件 hXAgT!ZD  
`/e EdqT  

sY- ] Q  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 >$/<~j]  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 5YV3pFz$)  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 AhyV  
 透镜材料为N-BK7。 YK{E=<:  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 d*B^pDf  
=/#+,  
g+R
gDt9  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 q HU}EEv  

B2kKEMdGg  
w'r?)WW$  
 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)。 R(^2+mV?  
 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] t| cL!  
vvi[+$M  
Z[Z3x6 6  
^ UDNp.6k  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 7{BTtUMAC  
6. 分光器的设置 gs:V4$(p4  
f{HjM? Mb3  
 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 lSG"c+iV  
7. 合束器的设置 r3}Q1b&  
xHpB/P~  
5R%4fzr&g  
 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。 #Fwf]{J
 
H6oU Ne  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 AY(z9&;6  
llE_-M2gH  
 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)。 2?}5U)Hg  
h>:eu#  
1. 结果：利用光线追迹分析 k|r|*|8  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 />dH\KvN  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 =>mx>R`S  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 !7>~=n_,L.  
= }!4%.$  
+ e3{J_  
 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。 $&ZN%o3  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 K\VL[HP-  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 <tn6=IV  
+M{A4nYY|1  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 1 k\~%  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 
g;eoH  
4. 对准误差的影响：元件平移 P 5_l&  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 8h '~*  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 KB5<)[bs  
l\DcXgD x  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Q13>z%Rge  
[rO TWN  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 U?e.)G  
DlF6tcoI  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 B.Y8O^rx  
'\wZKYVN  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ',l}$]y5  
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。 &57s//PrX  
g5
[r!XO  
扩展阅读 +\s&v!  
1. 扩展阅读 2S@aG%-)  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ><DXT nt'x  
 开始视频- 光路图介绍 tg"NWp6  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍
ZQN%!2  
 其他测量系统示例： P/Zp3O H  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)