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infotek 2023-04-12 08:26

使用相干光模拟马赫泽德干涉仪

测量系统 Rj=xn(@d  
`D%bZ%25c  
应用示例简述 f+huhJS5e  
cf0D q~G  
1. 系统说明 _`zj^*%  
>2~q{e  
 光源 ( Qw"^lE3  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) I%whM~M1+  
 元件 /wL}+  
— 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 3B|o   
 探测器 / %U+kW  
— 干涉条纹 :_Y@,CpIEg  
 建模/设计 i4N '[ P}  
— 光线追迹:初始系统概览 7PZ0  
— 几何场追迹加(GFT+): ;Z"6ve4  
 计算干涉条纹。 &la;Vu"dp  
 分析对齐误差的影响。 T)]5k3{  
><[($Gq`g  
2. 系统说明 }cG!93  
u%S&EuX  
参考光路 A|8(3PiP  
=x~HcsJ8!R  
3. 建模/设计结果 _{6QvD3kg.  
:'!,L0I|t  
{ls$#a+d  
4. 总结 (yCF pb  
[= -?n6  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wbzAX  
(<pc4#B@*  
1. 仿真 C-$S]6  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ZO+c-!%[(  
2. 计算 nqt;Ge M  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 k9.2*+vvg  
3. 研究 .Kr?vD^nG  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 WLEjRx  
hd.^ZD7  
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。 Be+vC=\K  
*S_eYKSl  
应用示例详细内容 k#% BxT  
系统参数 E[>4b7{g:  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Zycu3%JI  
{SW}S_  
 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。 i!<,8e=  
S\ ~Wpf  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ]C-hl}iq  
E/9 U0  
2. 说明:光源 hV/$6 8A_  
z{cIG8z  
cTFyF)  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 AS[cz! >  
 因此,相干长度大于1m Pm6/sO  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ;-47d ^  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 }| _uqvin  
!j6]k^ra  
Q d]5e  
Q_xE:#!;  
3. 说明:光源 O2?ye4uq  
7$+n"Cfm  
1K&z64Q5J  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 q-3%.<LL  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 _K>cB<+d  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Iu^# +n  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
ad8kUHf  
4. 说明:光学元件 q 4PRc<\^  
W\o(f W  
el39HB$  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 @!&\Z[",  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 l=[<gPE  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 #[C |%uq  
 透镜材料为N-BK7。 aHe/MucK  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Uwr inkoeE  
 a= ;7  
bN@V=C3  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 MOY.$M,1  
 d>}pz  
/i$E|[  
 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)。 IY?[0S  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 G*ZHLLO4S\  
B@` 87  
6. 分光器的设置 $%"i|KTsv:  
(X@JlAfB  
+.&#whEw(i  
wP- pFc  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 hV])\t=yf  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ~mx me6"v  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 ]fI v{[A_  
N\1!)b  
7. 合束器的设置 Xy:'f".M~\  
^[Cpu_]D  
>XjSVRO  
YA O, rh  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 V03U"eI="  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 >_(Xb %w  
}BS.OK?  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 iXK.QktHw  
-bu.Ar-#;h  
nellN}jYsM  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 o {Sc  
应用示例详细内容 kG/:fP  
仿真&结果 N%%2!Z#  
?Ko)AP  
1. 结果:利用光线追迹分析 S)of.Nq.;  
d76k1-m\o  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 O7 %<(  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
;3OQgKI  
hC?:XVt  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 >{p&_u.r-  
^A dHP!I  
Vrz x;V%  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 j+"i$ln+s  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 S:4'k^E  
 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。
A(2_hl-  
>Lx,<sE  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 G=/a>{  
VliX'.-  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 R7}=k)U?d@  
 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°。 Yb\t0:_  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 x1</%y5ev  
Ppi/`X  
4. 对准误差的影响:元件平移 CRf!tsj@  
A}pmr  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 $$ouqLu  
 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。 8TGO6oY+=  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 a|rN %hA4  
l{ja2brX  
m/RX~,T*v&  
5. 总结 ~sT/t1Rp  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4$.$j=Ct."  
Z&9MtpC+N3  
4. 仿真 8}z]B^?Fy  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^F2 OTz4n  
@q:v?AO  
5. 计算 |b" h+  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 m}&cXY  
dCv@l7hE  
6. 研究 qniP`P4E  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 d5h]yIz^  
(?R;u>  
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。 IlQNo 1  
mOgsO  
扩展阅读 6Y?%G>$6  
gq9IJ  
1. 扩展阅读 !lxs1!:  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 0qP&hybL[(  
ms9zp?M  
 开始视频 `q =e<$  
- 光路图介绍 GZJIIP#  
- 参数运行介绍 }?[^q  
- 参数优化介绍 T}')QC&wQ  
 其他测量系统示例: 4HX qRFUD  
- 迈克尔逊干涉仪
oVi_X98R  
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