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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) FsB^CxVg |{*}| 应用示例简述 4H5pr (`>voi<^ 1. 系统说明 aSuM2 p(xC*KWB 光源 \$aF&r<R — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 8(.mt/MR 元件 {8,<ZZ_ — 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 JXG"M#{ 探测器 I1X/Lj= — 干涉条纹 \\BCcr\l 建模/设计 '}g*!jL — 光线追迹:初始系统概览 di)*-+ — 几何场追迹加(GFT+): g-`~eG28D5 计算干涉条纹。 6C>_a*w 分析对齐误差的影响。 bWl5(S` Z E ca\fkj 2. 系统说明 lnovykR V._6=ZJ
参考光路 p~ C.IG  {QBB^px 3. 建模/设计结果 sS&Z ,A cJM:
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2DH; 4. 总结 i>EgG5iJ )$w*V9d 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 L,d
LE-L Q0Nyqhvi 1. 仿真 $Vc~/> 以光线追迹对干涉仪的仿真。 <Dx]b*H 2. 计算 %{3
aW>yx 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 "MIq.@8ra 3. 研究 oG$)UTzGc 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 k{gLMl o!:8nXw 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。 i,13b
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应用示例详细内容 zEZLKWm9- 系统参数 dd?x(,"A` 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 &z"krM]G {pb>$G:gfx 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 6#j$GH * 0&ByEN99 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `%3/ 3] 1-M 2. 说明:光源 gyS+9)gY \5Vde%!$Z lTU$0CG 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 @aQ1khEd 因此,相干长度大于1m g%u&Zkevx 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 dD<fn9t
在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 1<ro7A4hK DF6c|
,G#.BLH
cX _LwOOZj 3. 说明:光源 l{w#H|] x.1-)\ iJnU% 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Bx[rC 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 `IYuz: 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 (;. AS 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 `[zQf 4. 说明:光学元件 R(j1n,c]
Vtppuu$ gn5)SP 8 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 bslrqUk_`= 位相延迟平板材料为N-BK7。 1_$xSrwcF 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 PX|=(:(k 透镜材料为N-BK7。 +!f=jg06 其中心厚度与位相平板厚度相等。 M5T9JWbN F_xbwa*= e6=]m#O9 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 %AF5= m8623DB" 9;yn}\N ` 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 )'l*Tl 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [<`SfE /S:F)MO9 6. 分光器的设置 )m3q2W * y^OV_n-8 W~_t~Vg5 !h&g7do]Z 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 UEak^Mm;=2 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 {;2i.m1 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 0=w K:Ex 3p?KU- 7. 合束器的设置 .@iFa3 dBO@6*N4c bg|!'1bD`5 TG
n-7 88 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 g%[n4 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 -#-p1^v} ()PKw,pD 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ^s\3/z>b4! O!D/|.Q#% 4t4olkK3Oa 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 0;sRJ 应用示例详细内容 '+<(;2Z
vL 仿真&结果 QbYc[8-[ %Qn(rA@9 1. 结果:利用光线追迹分析 c*\<,n_ us?&:L|!= 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 _i}wK?n 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 :ZdUx !- C' } 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 oFg5aey4 E]^5I3=O B%<e FFV\ 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 xu%'GZ,o9 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ,S[K{y< 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 .uZ7 -l @%tXFizh 3. 对准误差的影响:元件倾斜 5''*UFIF1 #;9H@:N 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 &ju- 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 ?s}
% 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 g: %9jf p(3sgY1 4. 对准误差的影响:元件平移 :,]S}R =7[)' 元件移动影响的研究,如球面透镜。 dK?);*w] 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 4~?2wvz G4 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 3VCqp13 T@+ClZi +!>LY 5. 总结 MB$a82bY 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 VAj<E0> E1q%gi4 Q% 4. 仿真 &{^eU5 以光线追迹对干涉仪的仿真。 u]vPy
ria IvU{Xm"qB 5. 计算 TL-i=\{L:d 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lJ/6-dP qb7^VIo%c 6. 研究 r%MyR8'k] 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ?z.Isvn -q2MrJ* 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。 jPwef##~7 |'w^ n 扩展阅读 #tz8{o?ebN c cr" ep 1. 扩展阅读 FN{/.?w( 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 h;Mu[` RK)l8c} 开始视频 9eSRCLhgD - 光路图介绍 5Bj77?Z - 参数运行介绍 Yf(im - 参数优化介绍 6Kht:WE 其他测量系统示例: &wGg6$ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 4!'1/3cY iPFL"v<#J (4ZLpsbJ QQ:2987619807
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