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infotek 2020-11-23 09:20

使用相干光模拟马赫泽德干涉仪

测量系统(MSY.0001 v1.1) 8o!^ZOmU<  
G+yz8@  
应用示例简述 \crmNH)3  
\) ONy9  
1. 系统说明 { J%$.D(/  
B{u.Yc:  
 光源 `I:,[3_/   
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ~x\ Q\Cxp  
 元件 &3/H P)*<]  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 s8O+&^(U  
 探测器 "N"k8,LH  
— 干涉条纹 E8 )*HOT_T  
 建模/设计 q.tL'  
— 光线追迹:初始系统概览 =!Cvu.~},  
— 几何场追迹加(GFT+): "qp_*Y  
 计算干涉条纹。 ,6)y4=8 L  
 分析对齐误差的影响。 tH!z7VZ  
N%i<DsK.u6  
2. 系统说明 Sgy~Z^  
j;vaNg|vQ  
参考光路 ~1!kU 4  
ps J 1J  
3. 建模/设计结果 9e6{(  
QrA+W\=_`y  
\'b- ;exH  
4. 总结 L zy|<:K+$  
6g&nnA  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,g.=vQm:?  
]<_+uciP5[  
1. 仿真 (9%%^s]uPT  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 zYJxoC{  
2. 计算 ,5WDYk-  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (\ %y)  
3. 研究 p.olXP  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Re>e|$.T  
9_$Odc%]  
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。 34+}u,=  
mY9K)]8  
应用示例详细内容 #d(r^U#I  
系统参数 6Z=H>w  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ],4LvIPD  
Ss}0.5Bq  
 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。 upKrr  
YO61 pZY  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _FgeE`X  
vZsVxx99  
2. 说明:光源 Rl8-a8j$f.  
fba3aId[  
N<%,3W_-_  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 2e=Hjf )  
 因此,相干长度大于1m 64@s|m*  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Uk4">]oct  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 @TDcj~oR ?  
=uTV\)  
<hdCO< 0(  
$%'z/'o!  
3. 说明:光源 a4YyELXe  
/0(KKZ)  
`}l%Am  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :SGQ4@BV  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ){~.jP=-#  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4vphLAm  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
xOlkG*3c  
4. 说明:光学元件 @So"(^  
d8I/7 ;F X  
Cz%ih#^b  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 <}%*4mv  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 D?R  z|  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Pe.D[]S  
 透镜材料为N-BK7。 511q\w M  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 `1gsrHi4N  
mUxD.;P  
y-mmc}B>N  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 +Gko[<  
oZCO$a  
_JS'~ JO3{  
 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)。 o\N}?Z,Kk  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 K"61i:F  
v.MWO]L  
6. 分光器的设置 \kx9V|A'  
F(9T;F  
]Az >W*Y  
e [n>U@  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 [@czvPi  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 >8Y >B)  
 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 z; +x`i.  
Nbda P{{  
7. 合束器的设置 Ue7~rPdlR  
pH%K4bV)8  
Qa=;Elp:[  
bZ)Jgz  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 F`l1I=;  
 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。 UZ$p wjC  
6 S8#[b  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ZyG528O22  
8Vx'sJ>r4  
qluyJpt  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 @4pN4v8U  
应用示例详细内容 VCIG+Gz  
仿真&结果 Q_Rr5/  
=B\ ?(  
1. 结果:利用光线追迹分析 01J.XfCd6  
d 9|u~3  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ty ~U~  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
[ 6M8a8C  
:Vg,[\I{  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 +.=a R<Q  
iH2|w  
KM6r}CDHs  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 xGqZ8v`v  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 yR&E6o.$z  
 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。
^J327  
j$,`EBf`:<  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 W \"cp[b  
7Y-GbG.'  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 WVVqH_  
 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°。 /2c?+04+  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 KF.?b]  
%!@Dop/<  
4. 对准误差的影响:元件平移 o_cj-  
/)|*Vzu  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ']V 2V)t  
 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。 !cfn%+0  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 `O#y%*E  
m2_B(-  
B;EdLs}  
5. 总结 2a{eJ89f  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 nD!^0?  
QDU^yVa_  
4. 仿真 A&z  
以光线追迹对干涉仪的仿真。  @>BFhH  
'1d-N[  
5. 计算 E@?jsN7  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 DY1o!thz)  
$]O\Ryf6  
6. 研究 "B.l j)  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 pJ{sBp_$  
VBOq~>V6(v  
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。 Ls9G:>'rR  
qh=lF_%uj  
扩展阅读 ZI1[jM{4^F  
$v+g3+7  
1. 扩展阅读 P",53R+"  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 rXA7<_Vg  
K%S k{'  
 开始视频 T\OLysc  
- 光路图介绍 (HY|0Bgr  
- 参数运行介绍 |[gnWNdR$M  
- 参数优化介绍 AE@*#47  
 其他测量系统示例: 0%vXPlfnY  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) TN&1C8xr  
@L`t/OD  
2+0'vIw}  
QQ:2987619807
=\tg$  
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