[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) }'Z(J)Bg  
p@Qzg /X  
应用示例简述 c?opVbJB\  
GUcuD^Fe  
1. 系统说明 hrXN38-  
0dgR;Dl(  
 光源 g
bInSp`4  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) f|q6<n_nM  
 元件 Lv_6Mf(  
— 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 10 p+e_@  
 探测器 OOv"h\,  
— 干涉条纹 {`3;Pd`  
 建模/设计 {?j|]j  
— 光线追迹：初始系统概览 G;^iwxzhO  
— 几何场追迹加(GFT+)： 4bJ3uIP#  
 计算干涉条纹。 xpS#l"dr  
 分析对齐误差的影响。 ),~Ca'TU  
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T({8  
2. 系统说明 ~q1s4^J  
jV7q)\uu^  

R UX  
3. 建模/设计结果 QOP*vH >J  
NuP@eeF>,  
4. 总结 @*_K#3  
JEP"2MN,  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >PYe"  
d[S!e`,iD  
1. 仿真 %V+,#  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 `V?{  
2. 计算 pa\]@;P1  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 fx}R7GN2  
3. 研究 SS`\,%aog  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 JN8k x;@  
ec3('}X  
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。 v\HGL56T  
PuOo^pFhH  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 G!Uq
#l>  
~M\s!!t3  
 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。 
GN>T }  
R4v=i)A~Z  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 5q)Eed  
b#]in0MT?@  
2. 说明：光源 r`&ofk1K  
kNjbpCE\!  
V~+Unn  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 t]vz+VQ  
 因此，相干长度大于1m |MRxm"]A   
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 gVD!.  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 :J<S-d=  
ML'R[~|  
%v|,-B7Yx  
PCU6E9~t2  
3. 说明：光源 S\ li<xl  
SKS[Lf  
"TxXrt%>A  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 dE^'URBiA  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 lS,Hr3Lz  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 )V>FU=  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 D!-zQ`^  
4. 说明：光学元件 MdyH/.Te  
#uH1!UQb  
95+}NJ;r  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 bWyXDsr+  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ;WzT"yW)T  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。
1X{A}9nA  
 透镜材料为N-BK7。 ?Cu$qE!h)[  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 :Ert57@l  
ce;9UBkOg2  
"~Eo=R0O  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 tz)L`g/J~  
$b8>SSz  
J7$=f~$  
 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)。 2T|L##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] ~+d]yeDrhx  
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VVa5? HP  
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6. 分光器的设置 Fq{nc]L6  
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iEnA  
 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 ;j(xrPNb  
7. 合束器的设置 S=my;M-  
zxj!ihs<  
YnNei 7R  
 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。 ngNg1zV/q  
Y
<|L|b6  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图  (0k0gq;  
bEy%S"\<  
 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)。 kg-%:;y.  
6qw_|A&g  
1. 结果：利用光线追迹分析 Gis'IX(  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 l"vT@g|  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 5}By2Tx  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 ).&$pXj  
YV2^eGr.  
%+'&
$  
 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。 CsE|pXVG  
 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。 J=Jw"? f  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 F:H76O`8  
|Rl|Th  
 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°。 7'<4'BGzl]  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 (*2"dd  
4. 对准误差的影响：元件平移 q2SkkY$_]y  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 5 Fd]3  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 6HEl1FK{@  
X~R qv5@-  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 '}}DPoV  
&"CS1P|  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 2R_k$kHl  
gVuN a)  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 a`{'u)@  
5G2u(hx  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 =6 [!'K  
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。 aNwDMd^+  
8cd,SQ}y  
扩展阅读 Kp99y  
1. 扩展阅读 2L\h+)  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 xr=f9?%R  
 开始视频- 光路图介绍 :3G9YjzC}  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 Oq.) 8E.  
 其他测量系统示例： zb3ir|  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)