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测量系统(MSY.0001 v1.1) (NFrZ0 -OJ <Lf+"= 应用示例简述 &fB=&jc*j `C: 7N=9 1. 系统说明 YtvDayR> X:s~w#>R 光源 OD~Q|I(j — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Yd4X*Ua 元件 0+iRgnd9? — 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 "mBM<rEn* 探测器 fCUx93,>z — 干涉条纹 wY ItG"+6 建模/设计 q<3La(^/ — 光线追迹:初始系统概览 P0m9($JBD — 几何场追迹加(GFT+): S~:uOm2t\ 计算干涉条纹。 WS[Z[O 分析对齐误差的影响。 X8m-5(uW [4#HuO@h 2. 系统说明 &UH0Tw4 me2vR# 参考光路 @@*x/"GJG 1_{ e*=/y 3. 建模/设计结果 1,=:an b/[X8w'VP p+~Imf-Jk 4. 总结 T`@brL 1P"7.{ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 MuWZf2C J\+fkN<. 1. 仿真 ;O)*!yA(GG 以光线追迹对干涉仪的仿真。 yL
asoh 2. 计算 >8{w0hh; 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 JfkEJk< 3. 研究 YZfi-35@g 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 4RDY_HgF6 \\ItN 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。 KgM|:' ZgEV-.>P 应用示例详细内容 @,oc%m 系统参数 wowf1j- 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 `scW.Vem sT1k]duT 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。 $s=` {v v nmn/4> 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 [nHN@p| yg8= G vO 2. 说明:光源 u\ 7Y_`8 1v:Ql\^cT TI8\qIW 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ;5;>f)diS 因此,相干长度大于1m c[2ikI,n[ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 |e!Y
C iU 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 (&79}IEd _YlyS )#@ g~-IT&O e=h-}XRC 3. 说明:光源 *J^FV^E`` qQ]fM$! =U~53Tg 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 #@-dT,t 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 r{?qvl!q 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 tH; 6Mp;f 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 Hc8^w6S1@ 4. 说明:光学元件 JtSwbdN x(sKkm`Q yz0#0YG7 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 %cDGs^lgA 位相延迟平板材料为N-BK7。 ;\}dQsX 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 E8PwA. 透镜材料为N-BK7。 lFf>z}eLy 其中心厚度与位相平板厚度相等。 au19Q*r9 `0%;Gz%} ';\norx; 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 %x,HQNRDU g:~q&b[q6 c]1AM)xo 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)。 dY.X/f 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 2V;{@k P=}dR&gk' 6. 分光器的设置 NApy(e5% ,)U%6=o#} U.Vn|s(`z VDv.N@)7 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 \c{sG\ > 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 O0r vr$. 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 _~tF2`,Y_p kz}Bc
F 7. 合束器的设置 -4Dz98du 8[,R4@ Rf)|p; ^PE|BCs 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Tt{X(I} J 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 ;2`t0#J$] ^-Arfm%dn 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 <]z4;~/& wAu]U6! R-W.$-rF 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)。 A>Qu`%g* 应用示例详细内容 :{S@KsPqE 仿真&结果 @6|0H`kv )@U~Li/+ 1. 结果:利用光线追迹分析 6NyUGGRq +>eX1WoTy 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 E}%Pwr 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ^h=gaNL 'S74Ys=-0 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 fUis_?! Zw4%L? K&{ _s 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 $L|+Z>x 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 jC:D> 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 ldU ><xc2 3HR)H-@6@7 3. 对准误差的影响:元件倾斜 Fsq)co opn6 C ) 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Q A~F
因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 u f<%!=e 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 v`'Iew } QCDica `+* 4. 对准误差的影响:元件平移 Je"XIhBr Ap"%%D^{: 元件移动影响的研究,如球面透镜。 *j <#5=l 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 9' H\- 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 vKPLh &'DR`e O) :.BjJ2[S 5. 总结 Zs0;92WL 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 RxV
" , /18fpH| 4. 仿真 &{wRB l # 以光线追迹对干涉仪的仿真。
\%]lsml .!2
u#A 5. 计算 I:al[V2g 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 o9Mr7 -y_q 6. 研究 wr:-n 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移
{fEb> .W;cz8te 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 N`X|z &>Y.$eW_ 扩展阅读 &0ymAf5R cFjD*r- 1. 扩展阅读 ^* y1Fn0 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 |Q%nnN ?hp,h3s;n$ 开始视频 cj2^wmkB - 光路图介绍 1B 0[dK2N - 参数运行介绍 =kOo( - 参数优化介绍 !w!k0z] 其他测量系统示例: FSkX95 - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ns/*WH&[x `4Z:qh+fJ 0;w 4WJJ QQ:2987619807 l8%BRG
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