[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) 'W#<8eJo  
d/^^8XUK  
应用示例简述 ;gc2vDMv  
1a'JNe$  
1. 系统说明 M}c_KFMV  
yG_#>3sD+%  
 光源 &K4o8Qz  
— 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) (=X16}n:>  
 元件 saZ;ixV  
— 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 Re2kD/S3  
 探测器 @bPJ}C  
— 干涉条纹 6R<%.-qr  
 建模/设计 MT*b+&1e  
— 光线追迹：初始系统概览 FYj3! H  
— 几何场追迹加(GFT+)： &Jn%2[;  
 计算干涉条纹。 -L
Y_7Kg  
 分析对齐误差的影响。 9\;EX  
+]{X-R  
2. 系统说明 6y0C  
,lUo
@+  
'ZJ6p0  
3. 建模/设计结果 N>z8\y  
nO/5X>A,Zw  
4. 总结 C+iP @~  
NUU}8a(K  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 CV6H~t'1  
itvwmI,m\  
1. 仿真 k.0C*3'  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 |N
g[^  
2. 计算 D^u{zZy@e  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 zb4g\H 0  
3. 研究 P-mrH
  
不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 H^s SHj  
&><`?  
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。 &a:aW;^A7  
Yv;aQF"a  
1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 xq{4i|d)  
f]lDJ?+ M  
 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。 ^J G}|v3$  
cnsGP*w  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 (UM+?]Qwy  
F&P)mbz1  
2. 说明：光源 @X#m]ou  
Y}6)jzBV  
ALv\"uUNu+  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 8%"e-chd  
 因此，相干长度大于1m :b=0_<G
 
 此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 k8ck#%#}Wu  
 在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 X*~YCF[_  
<(^pHv7Q  
,>^~u  
. FruI#99  
3. 说明：光源 $X?V_K;9/  
|j+~Td3})&  
zk]~cG5dT/  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Hke\W'&  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 :Ls36E8f=  
 因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 L_~G`Rb3  
 与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。 n&fV3[m`2  
4. 说明：光学元件 3LmHH =  
jDnh/k0{d  
7Av]f3Zr  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 \,Ndg*qC  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ]'G7(Y\)f  
 所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 pI`Ke"  
 透镜材料为N-BK7。 oW_WW$+N  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 *+AP}\p0F  
u *< (B  
P#xn!fMi  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ZKvh]  
SS`
C0&I@p  
j7d;1 zB+G  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 uv5@Alm  
 由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] u;!Rv E8N  
{ \ePJG#  
D6t]E)FH  
;w>B}v;RE  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] -&?-  
6. 分光器的设置 QZlUUj\   
>W<5$.G  
 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 mm8O  
7. 合束器的设置 }dz(DPd  
z-DpLV  
\a!<^|C&  
 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。 ~iWSc8-  
Q?@G>uz  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 5*AKl< Jl  
<G>PPf}  
 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)。 *v+ fkg  
w(D9'  
1. 结果：利用光线追迹分析 J^:~#`8  
 首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 c'2ra/?k  
 对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。 V'.|IuN  
2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 #7=L
I\  
ooQ(bF  
9o`3g@6z  
 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。 EMG*8HRI>r  
 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。 U&R$(k0zS  
3. 对准误差的影响：元件倾斜 2e"}5b5  
jq)|Uq'6  
 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°。 5b,98Q  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 YC'~8\x3z  
4. 对准误差的影响：元件平移 $w\, ."y  
 元件移动影响的研究，如球面透镜。 6ZBD$1$A!  
 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。 bG)MG0<TT  

U4gJ![>5j  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #4M0%rN  
_=5ZB_I  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 1tdCzbEn+  
3iw9jhK!W  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #EUgb7  
:(Bi{cw  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 ^%pwyY\t  
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。 Ks
(U]G"V  
5b p"dIe  
扩展阅读 V-jL`(JF%  
1. 扩展阅读 Vi WgX.  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 E6M: ^p*<  
 开始视频- 光路图介绍 [<QWTMjR  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 *.g?y6d  
 其他测量系统示例： Z >=Y  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)