| 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) =,AC%S_D~ (
*9Ip 应用示例简述 `j}_BW_ o/dMm:TF 1. 系统说明 R*Xu(89 5U)ab3: 光源 FM9X}%5nu9 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) J~iOP 元件 Wiq{wxe — 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 s,$Z("B 探测器 &PRx,G5 — 干涉条纹 mZbWRqP[|_ 建模/设计 @3-,=x — 光线追迹:初始系统概览 43J\8WBn@ — 几何场追迹加(GFT+): @ kJ0K 计算干涉条纹。 7>'uj7r]= 分析对齐误差的影响。 o9m Q$|^~ 2. 系统说明 2<[eD`u (Pk"NEP
参考光路 *?^Z)C>  ${eY9-r_% 3. 建模/设计结果 HBh` 2Q $Wr\[P:
E7X!cm/2< 4. 总结 Cdp]Nv6 ^s^JzFw 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @cuD8<\i 49+ >f 1. 仿真 hncS_ZA 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Qy=HrL]x 2. 计算 OuOk= 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 *<*0".# 3. 研究 Dd!Sr8L[ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ]UX`=+{ uFwU-LCe 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。 Si?$\H*: .7
(DxN
应用示例详细内容 5l41Q 系统参数 lQV|U;~D 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 w`c0a&7 7$!`p,@we/ 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。 Ni2]6U
gd337jw 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 a'@-"qk G1kaF/`O 2. 说明:光源 kCima/+_ hq/J6 M )!'n&UxPo$ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 AIuMX4nb 因此,相干长度大于1m X^zYQ6t 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 \*f;!{P{ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 aB6Ye/Io rr |"r
kWB, ;7 rkxW UDl 3. 说明:光源 #F_'}?09% 9<xTu>7J %x&F4U 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 <=q*N;=T, 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 cyW;,uT)D 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 M'yO+bu 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 <"*"1(wN 4. 说明:光学元件 3c c1EQ9 8@E8!w&~ `5~7IPl3 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 4\p$4Hs} 位相延迟平板材料为N-BK7。 tf4*R_6;1$ 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 n
vm^k 透镜材料为N-BK7。 `vudS? 其中心厚度与位相平板厚度相等。 +0VG[c\8 p1+7<Y: $Axng
J c 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $fj])>=H :@.C4oq m&Lt6_vi 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 UM<@t%|> 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 +H7y/#e+3 E]NY
(1 6. 分光器的设置 5N\+@grp Ba<ngG
! d!o.ASL{ aSUsyOe 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 xJ-*%'(KZ 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 y =R
aJm 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 MFv
Si S#k{e72 * 7. 合束器的设置 g[M]i6h2 qYx!jA]O ~L~]QN\3 29%=: *R$ 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ]3}feU+ 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。 ! Q!&CG5l -TgUyv. 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 TZ'aNcGg [eyb7\#
' PELf
P8 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)。 *|oPxQCtK 应用示例详细内容 `qE4U4 仿真&结果 QO2Ut!Y T8U[xu.> 1. 结果:利用光线追迹分析 i-b1d'?Rb gt/!~f0r 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 gV|Y54}T 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 H<,bq*@ #pX8{Tf[ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 pajy#0 U AuAT]` gwiR/(1 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 vevf[eO- 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 usy,V"{ 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。 >Fyu@u _%%yV 3. 对准误差的影响:元件倾斜 7%4.b7Q pw3(t 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 SiV*WxQe 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°。 *Rq`*D>:U} 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 G,]z(% @ u+|=x]; 4. 对准误差的影响:元件平移 +8f>^*:u d@ZoV 元件移动影响的研究,如球面透镜。 12lEs3 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。 3p_b8K_bG 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 NI8~QeGah 9:-T@u &\k?xN 5. 总结 7/?DP wbx 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >!
oF0R_< <(YF5Xm6$h 4. 仿真 $@2"{9Z 以光线追迹对干涉仪的仿真。 #/+I*B*y pDOM:lGya 5. 计算 =&2$/YX0D 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 I8k 5mavcle{4r 6. 研究 :_Fxy5} 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 x%6hM|U TT7PQf > 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。 kwlC[G$j7 :G 5C ]'t 扩展阅读 )[jy[[K( _R74/| 1. 扩展阅读 3] ^' 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 X`1p'JD TKOP;[1h 开始视频 6vobta^w - 光路图介绍 Dx3 %KS - 参数运行介绍 M/#U2!iFk - 参数优化介绍 -!TcQzHUs 其他测量系统示例: :B.G)M\ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) v459},!P y]'CXCml) X$V|+lTk QQ:2987619807 W-XpJ\_
|
|