[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) X`J86G)  
P&Uj?et"  
应用示例简述 U1(cBY  
$ w+.-Tr  
1. 系统说明 'rTJ*1i  
t1G__5wp  
 光源 =k>fW7e  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) i[ >U#5  
 元件 b 0qA  
— 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 B3pjli  
 探测器 F`GXho[  
— 干涉条纹 4j8$&~/  
 建模/设计 D)Ep!`Q   
— 光线追迹：初始系统概览 mkhWbzD'S  
— 几何场追迹加(GFT+)： 3 qJ00A
  
 计算干涉条纹。 81C;D`!K  
 分析对齐误差的影响。 slhMvHOk-  
9aNOfs8(  
2. 系统说明 Ql%B=vgKL  
|sY  
^tjw }sE  
3. 建模/设计结果 _]-4UA-  
vCNq2l^CW  
4. 总结 O=*,  
~y?Nn8+&f  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 pwkTe  
EeT
69o  
1. 仿真 "LJV}L  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 IsShAi  
2. 计算 %H;}+U]Z  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5423Ky<
 
3. 研究 ,k=8|=aF  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 /.=aA~|  
dpK-  
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。 1X7GM65#  
D4C:%D  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 d7m

n(= &  
9_nbMs  
 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。 dJ/gc"7aO  
!>D[Y  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 H(tC4'tA  
Qe\vx1GRLH  
2. 说明：光源 WG@3+R>{  
s^SU6P/]  
{I0U 4]  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 F'sX ^/;  
 因此，相干长度大于1m F_9 4k  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 y.}{KQ"a*  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ,|3_
@tUl  
sW'_K.z  
Jwfb%Xge~  
U\B9Ab  
3. 说明：光源 Kw$@_~BJ6  
zi3v,Kq  
B@NBN&Fr  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 "]kzt ux  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 M_Q`9  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 71Za!3+  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 xr]bH.>  
4. 说明：光学元件 @eeI4Jz  
+Ugy=678Tr  
l@*$C&E  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 jf`w8*R  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 @TD=or .&  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 (H&HS
s  
 透镜材料为N-BK7。 TfT^.p*  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 1^*ogMe  
i{TPf1OY`M  
M2p|&Z%  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [5!}+8]W  
,zr9
*t  
(]T[n={Y  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。  6?*Do  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] wdfbl_`T  
FeMgn`q  
/;d 5p  
|9\i+)C  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] m$^5{qpg  
6. 分光器的设置 JbL3/h]  
$[?N^   
 为实现光束分束，采用理想光束分束器。 出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 Yl>Y.SO  
7. 合束器的设置 O/FI>RT\H  
vs[!B-  
)^ZC'[93  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 a>W++8t1 ;  
V0Oqq0\  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 " "m-5PGYo  
e)B1)c8s  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 m//aAxm
B  
7yT/t1)  
1. 结果：利用光线追迹分析 z9 Ch %A{  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 R&;x_4dr^  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 } % Ie  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 FXDB> }8  
+D
XP&Q  
RV_I&HD!  
 现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 K mH))LIv  
 因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 E56  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 (}6\_k[}m  
&U?4e'N)T  
 元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 B!,&{[D  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Vm\zLWNB  
4. 对准误差的影响：元件平移 hBnUpYec  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 Qt{){u
E  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 YR0AI l:L  
Z81;Y=(  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 RHn3\N  
3{|~'5*  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 4]tg!ks  
XZ]ji9'  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 B
RM `/s  
n@ba>m4{  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 "*D9.LyM  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 9%|skTgIqH  
hvO$ f.i  
扩展阅读 48^C+#Jbc  
1. 扩展阅读 4GF3.?3  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 %n9ukc~$p  
 开始视频- 光路图介绍 rZpsC}C'  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 1c#\CO1l  
 其他测量系统示例： 9#P~cW?  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)