[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) O
$U}d-Xnx  
Z*Zc]hD  
应用示例简述 j@CKO cn2  
R.O  
1. 系统说明 lJlhl7  
wBE7Bv45  
 光源 W[fT R?n  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) H7}g!n?  
 元件 GI?PGAT  
— 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 FvAbh]/4  
 探测器 '(TmV#3  
— 干涉条纹 BPh".RJ  
 建模/设计 -EVs@:3]j  
— 光线追迹：初始系统概览 eX@v7i,}  
— 几何场追迹加(GFT+)： @"0uM?_)-  
 计算干涉条纹。 fw:7U%MGv  
 分析对齐误差的影响。 HS(U4  
J ZA*{n2  
2. 系统说明 'H!V54 \j  
G~S))p  
drbe#FObX  
3. 建模/设计结果 N6WPTUQ1mF  
'OG{*TDPu  
4. 总结 1z3]PA!R  
WX ,p`>n  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =pyVn_dg  
k?<
i*;7  
1. 仿真 ?P%|P  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 2G ZF/9}  
2. 计算 $,.3&zsy  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 k{_1r;  
3. 研究 ;4l-M2  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 X=JFWzC  
lx`q *&E  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 R08&cd#$  
)sRN
!~  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 u2Y N[|V  
o T:j:n  
 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。 Wux0RF&  
`(P "u  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 )ni"qv~J  
o1Ne+Jt  
2. 说明：光源 PL9<*.U"=  
0h^uOA; c  
XMomFW_@  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 U[IQ1AEr  
 因此，相干长度大于1m Ih(:HFRMq6  
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 :2_0L  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Ob7zu"zr  
_cR6ik zW(  
UV
z=QEuYb  
zMbfV%b  
3. 说明：光源 I+*osk  
BQ).`f";d  
"&@gX_%  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 xT:qe  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 4tbw*H5!5  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 C(f$!~M4b  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 ]U_5\$  
4. 说明：光学元件 T:be 9 5!,  
|!{z? i  
TihnSb  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 4s[`yV  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 "(Mvl1^BT  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 tX@0:RX%  
 透镜材料为N-BK7。 Jw2B&)k/  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 yZ?xt'tn  
:8](&B68gE  
?$UH9T9)  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 =s
`XZkh  
 AqKHjCI  
NKRaQr  
 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)。 SL6mNn9c  
 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] k}- "0>  
W/b"a?wE{  
g7.7E6%H  
<sm#D"GpP  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ` 52%XI  
6. 分光器的设置 f1)HHUB  
~C%2t{"  
 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 PthIdaN@  
7. 合束器的设置 y2oB]^z&n  
d-9uv|SJ  
0eQ~#~j&  
 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。 eKL]E!  
b\kN_  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 `Af{H/qiI  
Gtj(  
 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)。 83mlZ1jQz  
I8%d;G~  
1. 结果：利用光线追迹分析  Ask' !  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 5x:Ift *  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 *jYHd#UZx4  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 i}.{m Et  
Zkf 3t>[  
JoZqLy!@
 
 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。 2z'+1+B'  
 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。 aQ.Iq  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 aO~si=  
8 m%>:}o  
 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°。 43vGgGW  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Xjs21-t%  
4. 对准误差的影响：元件平移 QH@Q\ @,  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 0!9?H1>  
 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。 k! J4Z${k  
Q%M'[L?[  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1{SrHdD=  
<_##YSGh,  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 $sA,$x:^xI  
ioE66-n  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 w$w>N(e  
-@EBbM&  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 .8u$z`j  
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。 C><<0VhU  
oUW)H  
扩展阅读 tIz<+T_  
1. 扩展阅读 \_m\U.*  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Z!C`f/h9  
 开始视频- 光路图介绍 2ApDpH`fiJ  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 +-Z"H)  
 其他测量系统示例： *u|lmALs  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)