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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) hQz1zG`z7
hFan$W$ 应用示例简述 ~9,Fc6w4`+ qv>l 1. 系统说明 +bR|;b(v !aJ6Uf%R 光源 ZN&9qw* — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) E70o nR!i 元件 kY9$ M8b — 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 '#oH1$W] 探测器 )nq(XM7 — 干涉条纹 >wFn|7\)s> 建模/设计 0QW;=@)d — 光线追迹:初始系统概览 b/\l\\$- — 几何场追迹加(GFT+): S\GxLW@x 计算干涉条纹。 PsS.lhj0" 分析对齐误差的影响。 FF7?|V!Q <xrya_R? 2. 系统说明 [@3.dd i=hA. y`
参考光路 OHnsfXO_V  p;D
{?H/ 3. 建模/设计结果 'F:Tv[qx C*11?B[
DK'S4%;Sp 4. 总结 ^&c &5S}
ttt4h 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 dQAF;L F}@]Lq+ 1. 仿真 lS!O(NzqE' 以光线追迹对干涉仪的仿真。 j0n.+CO-{ 2. 计算 ^gY'^2bzxu 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 zyt >(A1 3. 研究 cFq2 6(e 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 6(Ntt LWN9 D 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。 Q)8I(* mgodvX
应用示例详细内容 N|
P?!G-= 系统参数 K!2%8Ej,J 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 axK/YE7t ~at:\h4: 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。 0bSnD|#I q]s_ hWWv 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 THgEHR0,}[ |eJR3o 2. 说明:光源 ~0}d=d5g e)87
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7 &]A0=h2{P* 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 'TA
!JB+ 因此,相干长度大于1m M7-2;MZ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 5dbj{r)s6i 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 !-&;t7R 5{v uN)K3
CAN1~ L!`PM.:9 3. 说明:光源 UgZL<} U8,pe;/ln` (rq(y$N 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 mHH>qW{` 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 'tjqfR 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 1?Tj 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 _?eT[!oO8 4. 说明:光学元件 c'5ls7?}O{ jw0wR\1
NfmHa 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ~]'yUd1gSZ 位相延迟平板材料为N-BK7。 gyT0h?xDt 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 d'b9.ki\ 透镜材料为N-BK7。 EW+QVu@ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 0\!v{A>
I' "M^mJl&*b {A)9ePgv! 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Q5sJ|]Bc )#`&[9d- j[dgY1yE: 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 n8`WU3& 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 ~mv5{C Nx
E=^
v 6. 分光器的设置 "98j-L=F+ . lNf.x#u [X>f;;h H?V
b 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 Vjd>j; H 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 da@W6Ov x 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 ,R-aO= % _~S[ 7. 合束器的设置 @Y}G,i jvo^I$|2h JY~CMR5#.O KleiX7 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 QbY@{"" ` 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。 6&
6|R3 6qWWfm/6 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 QGE0pWL-a su3Wk,MLP p%K(dA 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)。 qVjMflVoay 应用示例详细内容 3e1P!^'\ 仿真&结果 C;.,+(G TOG:N~ 1. 结果:利用光线追迹分析 | IS$Om IFhS(3YK[ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 H6U5- 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Kx?8HA[5 iq,rS" 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 !(Y,2{ ;|:R*(2 yqB!0)
< 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 )V&hS5P=S 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 (L(n% 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 qwO@>wQ}~ qv'w 7T 3. 对准误差的影响:元件倾斜 \N$)Q.M T''<y S 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 ?nWzJ5w3 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°。 W!Fc60>p@f 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 7!\zo mx U.JE \/ 4. 对准误差的影响:元件平移 RgZ9ZrE\ FZLx.3k4 元件移动影响的研究,如球面透镜。 UM<s#t`\3 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。 U]@?[+I0] 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 [^^ Pl:+ \-f/\P/ w U3Z-1G~*r 5. 总结 C\B4Uu6q 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _ElG&hyp =|8hG*D8 4. 仿真 ncUS8z 以光线追迹对干涉仪的仿真。 gga}mqMv= oR/_{#Mz" 5. 计算 a6 1!j>Kx 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9C0#K\ +.OdrvN4) 6. 研究 $L?KNXHAF! 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 w~ON861 m^=El7+ 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 '4Fwh]Ee j4+Px%sW 扩展阅读 n?;rWq" " 0m4&K(3, 1. 扩展阅读 Vzo<ma^ 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Vxu V`Plf PB?2{Cj 开始视频 Gh@~~\ - 光路图介绍 0U H] - 参数运行介绍 ! Dj2/][ - 参数优化介绍 v"Ax'() 其他测量系统示例: RS
l*u[fB - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) o]<9wc:FZ
4e#$-V ! ?/:p. QQ:2987619807 'W yWO^Bdk
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