[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) KsG>,# Q  
$YPQi.  
应用示例简述 Wb7z&vj  
[? 1m6u;  
1. 系统说明 Nm;V9*5  
:VvJx]  
 光源 AgU 7U/yk  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) <8?jn*$;\  
 元件 6tDCaB  
— 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 q_gsYb  
 探测器 'C")X  
— 干涉条纹 xtN=?WjVe0  
 建模/设计 q@6Je(H  
— 光线追迹：初始系统概览 )h&*b9[B=  
— 几何场追迹加(GFT+)： 4or8fG  
 计算干涉条纹。 QN'v]z  
 分析对齐误差的影响。 M?FbBJ`sF  
!J%m7A  
2. 系统说明 jaOt"iU.B  
GO|EeM!iB  
XY*KWO  
3. 建模/设计结果 |TE\]  
ud@7%%  
4. 总结 <zdo%~ba  
Z7@~#)3  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 J ;e/S6l  
L3 VyW8Y  
1. 仿真 o@!!I w  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,x.2kb  
2. 计算 ="Edt+a)t  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lDd8dT-Q.  
3. 研究 SB<09|2  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 G1`H H&  
(8?5REz  
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。 Pqc+pE  
_hy<11S;  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 &9*MO  
c{SD=wRt,y  
 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。 |!=KLJUA  
<s737Rl  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 cYafQyU  
~5xs$ub  
2. 说明：光源 7Hm/g  
"VfV;)]|w  
J91O$szA  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 3|FZ!8D  
 因此，相干长度大于1m (XDK&]U  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 |##rs  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 HcKZmL.wp  
ji(Y?vhQt  
i H^G
v*  
?V>\9?zb  
3. 说明：光源 wV,l }Xb-  
lW8!_h"G`n  
e[8AdE  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 #P''+$5,  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 g^qbd$}  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 , 7kS#`P  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 -UhGacw  
4. 说明：光学元件 R Wd#)3  
-1>$3-ur~  
KJf~9w9U  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 5%5z@Ka  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 @A-^~LoP.  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 2'8$
I}h  
 透镜材料为N-BK7。 O [81nlhS0  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 7z?rx  
b3,&R
UF  
c_33.i"I}  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )^ky @V  
D}| 30s?u1  
{m&8Viq1  
 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)。 Y.<&phv  
 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]  A`D^}F6  
LT5rLdn  
J6)&b7  
A>c/q&WUk  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] O+o4E?}  
6. 分光器的设置 zz4.gkU  
>^  E  
 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 P9RIX;A=  
7. 合束器的设置 5G-}'-
R  
_Q:739&  
cVR3_e{&H  
 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。 MZ8jL,a^  
ly{Q>MBM  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @"`{gdB$  
3]X9 z  
 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)。 PKx ewd  
E[FRx1^R9  
1. 结果：利用光线追迹分析 SQZUkKfb  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 n tfwR#j  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 4+V+SD  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 `xhiG9mz~  
>}43xIRRCq  
tkG0xRH  
 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。 B~_='0Gm[  
 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。 xF+a.gAIb  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 fCMH<}w  
9P3jx)K  
 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°。 Y{ho[%  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 NdS6j'%B@7  
4. 对准误差的影响：元件平移 cdDMV%V  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 h9McC3  
 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。 ,u^S(vxyz  
n: ~y]  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %r<c>sFJN  
o|s JTY  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 pX:FXzYQ  
OZF^w[ `w  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +7jr]kP9  
)TceNH  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Q}J'S5%  
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。 ]to"X7/
 
rpgr5>  
扩展阅读 0.}Um  
1. 扩展阅读 _l&`* 2d  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 LvJ')HG  
 开始视频- 光路图介绍 :%dIX}F  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 m[7i<'+S  
 其他测量系统示例： H<M ggs-  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)