[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) #(d/A<  
BxHfL8$1[$  
应用示例简述 r_e]sOCb  
8ubb~B;  
1. 系统说明 If%**o  
:y(HOUB  
 光源 6+x>g  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) VU(#5X%Pn  
 元件 ,)P6fa/  
— 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 eHHqm^1z  
 探测器 k{B;J\`E;  
— 干涉条纹 \>(S?)6  
 建模/设计 zqAp7:  
— 光线追迹：初始系统概览 $Y_v X 2  
— 几何场追迹加(GFT+)： e*jfxQ=qG  
 计算干涉条纹。 n%}Vd `c  
 分析对齐误差的影响。 qjVhBu7A  
4z^5|$?_ta  
2. 系统说明 50^T\u  
y/yg-\/XF  
"ba>.h,#'  
3. 建模/设计结果 oEnCe  
X1;ljX  
4. 总结 )6,Pmq~)  
Zlf) dDn  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 XoqmT/P  
8f{;oO  
1. 仿真 F~${L+^  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 \,G
7nT  
2. 计算 ejI nJ  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 /\|AHM  
3. 研究 6qzyeli  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 o"./  

`#w`-  
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。 ]0&ExD\4  
8.R~Y
s*  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 @E@5/N6M  
|FrZ,(
\  
 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。 t+`>zux5(T  
GMRFZw_M  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 +_E96`P  
,.T k"\@  
2. 说明：光源 cl3Dwrf?  
Ci?A4q$.  
lH8e?zJ  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 h`:
f  
 因此，相干长度大于1m Oe:_B/l  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 [j^c&}0  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 #_}r)q  
( [m[<  
It8m]FN  
o\7q!  
3. 说明：光源 |<Gq^3 2  
bTN0n  
*dE5yS`H  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 r%DaBx!x8  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 6}9`z8  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 1ZK~i  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 K$(Li
P  
4. 说明：光学元件 -32?]LN}  
5EqC.g.  
Q
N$Ac.F  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 c!})%{U  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 iYHCa }  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 KeiPo KhZi  
 透镜材料为N-BK7。 'z.: e+Q_  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 >UUT9:,plA  
;$= GrR  
6EeK5XLf,  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 _YM]U`*  
!tL&Ktoj  
]fgYO+  
 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)。 -w#Hy>E  
 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] PC3-X['[  
hd E?%A  
[hT|]|fJS;  
0`L>t  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] [C TR8  
6. 分光器的设置 etHkyF  
|f.R]+cH  
 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 r-+S^mOE]  
7. 合束器的设置 Mkc|uiT   
O%n=n3  
%ut7T!Jp
 
 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。 ~wdKO7fs  
==z,vxr  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 KASw3!.W  
c8 xZT  
 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)。 gU^2;C  
|GQFNrNx  
1. 结果：利用光线追迹分析 p*^[ ~}N  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 zwyK \j  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 1-=zSWmyK  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 />i~No#Xm  
5U3b&0  
ee=d*)  
 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。 ^:c"%<"='  
 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。  HSR^R  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 -'9sn/  
QE8aYPSFf  
 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°。 =!RlU)w  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 XZk?aik}`  
4. 对准误差的影响：元件平移 Lb>UraUvL  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 @4Ox$M  
 现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 @6roW\'$  
o|v_+<zD!  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 mJ3|UClPS  
=n}+p>\s  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 v_zVhEtY  
l{7q(  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #)r  
MJ
)aY2  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9mT;>mE  
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。 iw$n*1M  
ua^gG3n0  
扩展阅读 )^C w  
1. 扩展阅读 9Xu O\+z  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ;U^7]JO;  
 开始视频- 光路图介绍 \Q5Jg  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 r3hUa4^97  
 其他测量系统示例： .<!Jhf$  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)