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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) b~ *iL!< #tsP 应用示例简述 r|u R!=*|? [9 :9<#?o^ 1. 系统说明 %rrD+ >+;}"J 光源 KTmwkZcfYD — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) zx:;0Z:S6> 元件 ZRw^<
+ — 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 F|!=]A< 探测器 Y?K?*`Pkc1 — 干涉条纹 8tjWVo 建模/设计 FwB xag:u — 光线追迹:初始系统概览 I
H#CaD — 几何场追迹加(GFT+): Lh-Y5(c
o 计算干涉条纹。 reYIF* 分析对齐误差的影响。 @C[p? ak ZR|s]' 2. 系统说明 Wql=PqF bcuUej:
参考光路 D(|+z-}M  $K\e
Pfk 3. 建模/设计结果 ZvC?F=tH JS\]|~Gd
T 8]*bw 4. 总结 ir\)Hz2P ]xb2W~ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $Fc}K+ 9)=bBQyr: 1. 仿真 KdZ=g ZSH 以光线追迹对干涉仪的仿真。 A/lznBHR 2. 计算 XJl
3\* 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !J {[XT 3. 研究 ,d.5K*?aI 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 `e7vSp = 4|"<8' 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 f0%'4t #^|2PFh5
应用示例详细内容 +5R8mbD! 系统参数 =1!.g"0 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 !,b&e q`z1ht
nf 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 y9@j-m& ih75C" 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 '@.Lg0` u9c^YC BM 2. 说明:光源 =\i%,YY \oGU6h< 9]G~i`QQ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 E/1:4?1 S 因此,相干长度大于1m ;8e}X6YU 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 9MQwc 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 4pcIH5)z (&V*~OR
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2Z %7\l+g, 3. 说明:光源 0oi.k; tdu:imH~ #X{lV]Z 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 [;D1O;c'W. 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 wA,-!m 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 C\bJ_vl;' 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 jzi^OI7 4. 说明:光学元件 w'xPKO$bzR =&.9z 4A 9&B#@cw 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 6Rg>h 位相延迟平板材料为N-BK7。 .K#'
Fec 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 w; f LnEz_ 透镜材料为N-BK7。 CA$|3m9)NM 其中心厚度与位相平板厚度相等。 aqi]5, :8+x&zn ?g*.7Wc 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 wYv++<
z K}whqe]j 6HVX4Z#VH 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 H:z<]Rc 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 ?4W6TSW-' 2G:KaQ) 6. 分光器的设置 n5fc_N/8O= 7s0y.i~ <]`|HJoy ^Vc(oa&; 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 a?W<<9] 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ^p%3@)& 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 l?^}n(_. {
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}}l 7. 合束器的设置 <hgfgk7< o6:]Hvqjr C,<FV+r=^ Qk.[# 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 /|v
b)J 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 o7v9xm+ #%z@yg 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 b0N7[M1Xl nIUts?mB ^'b\OUty- 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 IG:CWPU 应用示例详细内容 yOk]RB<'r 仿真&结果 |B\76Nk
SmAF+d 1. 结果:利用光线追迹分析 ExOSHKU,e OZ<fQf.Gh} 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 k/Ao?R=@gI 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Jb7^'P [bBPs&7u 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 `n`HwDo;i ]99;7 ORIXcj] 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 7;sF0oB5e 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 i)]^b{5nyB 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 EPEn"{;U `2G%&R,k"D 3. 对准误差的影响:元件倾斜 ?y~"\iP f Q2U| 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 &w^:nVgl 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 0(A&m , 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 x^ Y sXzu (~#-J7 4. 对准误差的影响:元件平移 aSfAu!j) gJOD+~ 元件移动影响的研究,如球面透镜。 u&o<>d;) 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 H5A7EZq}` 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 r{Z4ifSl( O F?o OlsD 5. 总结 t8 ~isuiK 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %^;rYn3 0P4g6t}e 4. 仿真 6eK7Jv\K 以光线追迹对干涉仪的仿真。 s`dUie}y< G4n-}R&' 5. 计算 :-T[)Q+-3 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 p2wDk^$ >Qs{LEsLb 6. 研究 '#612iZo 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Cuom_+wV& ,Y0qGsV 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。 zi+NQOhR G,@Jo[e 扩展阅读
VO,F[E~_ =n_>7@9l 1. 扩展阅读 z3|5E#m 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ~Z;.np(T f;3kYh^4 开始视频 )p
8P\Rl - 光路图介绍 7$JE+gL/7 - 参数运行介绍 " 8g\UR"[ - 参数优化介绍 Rs "#gT 其他测量系统示例: 8qv>C)~~` - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) yOm#c>X N/8B@}@n G~zP&9N| QQ:2987619807 "0?"
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