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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) 8o!^ZOmU< G+yz8@ 应用示例简述 \crmNH)3 \)
ONy9 1. 系统说明 { J%$.D(/ B{u.Yc: 光源 `I:,[3_/ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ~x\Q\Cxp 元件 &3/H
P)*<] — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 s8O+&^(U 探测器 "N"k8,LH — 干涉条纹 E8 )*HOT_T 建模/设计 q.tL' — 光线追迹:初始系统概览 =!Cvu.~}, — 几何场追迹加(GFT+): "qp_*Y 计算干涉条纹。 ,6)y4=8 L 分析对齐误差的影响。 tH!z7VZ N%i<DsK.u6 2. 系统说明 Sgy~Z^ j;vaNg|vQ
参考光路 ~1!kU4  ps
J 1J 3. 建模/设计结果 9e6{( QrA+W\=_`y
\'b-;exH 4. 总结 L zy|<:K+$ 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
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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\)
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0( $%'z/'o! 3. 说明:光源 a4YyELXe /0(KKZ) `}l%Am 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :SGQ4@BV 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ){~.jP=-# 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4 vphLAm 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 xOlkG*3c 4. 说明:光学元件 @ So"(^ d8I/7
;F X Cz%ih#^b 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 <}%*4mv 位相延迟平板材料为N-BK7。 D?R z| 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Pe.D[]S 透镜材料为N-BK7。 511q\w M 其中心厚度与位相平板厚度相等。 `1gsrHi4N mUxD.;P y-mmc}B>N 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 +Gko[< oZCO$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. NbdaP{{ 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$p wjC 6 S8#[b 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ZyG528O22 8Vx'sJ>r4 qlu yJpt 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 @4pN4v8U 应用示例详细内容 VCI G+Gz 仿真&结果 Q_Rr5/ =B\?( 1. 结果:利用光线追迹分析 01J.XfCd6 d 9|u~3 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ty ~U~ 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 [ 6M8a8C
:Vg,[\I{ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 +.=a
R<Q iH2|w KM6r}CDHs 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 xGqZ8v`v 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 yR&E6o.$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[M#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 $v+g3+7 1. 扩展阅读 P", 53R+" 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 rXA7<_V g K%S k{' 开始视频 T\OLysc - 光路图介绍 (HY|0Bgr - 参数运行介绍 |[gnWNdR$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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