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2023-04-12 08:26 |
使用相干光模拟马赫泽德干涉仪
测量系统 ?S[Y:<R{: B6M+mx"G 应用示例简述 Y`ihi,s`H vmZ"o9-{#X 1. 系统说明 ?dq#e9 $:bih4@> 光源 c$H+g,7xQ- — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) x\\7G^$<h 元件 7{M>!}
rY — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 /iQ(3F 探测器 pbBoy+.> — 干涉条纹
"lVqU 建模/设计 PlxIfL — 光线追迹:初始系统概览 Ngy=!g?Hk= — 几何场追迹加(GFT+): ?ny= 计算干涉条纹。 4g` jd 分析对齐误差的影响。 h #.N3o =
[@)R!3H 2. 系统说明 WlwY <) cDkV;$
参考光路 smy}3k  ?u$u?j|N 3. 建模/设计结果 @!%n$>p/V /bVZ::A&_
E4%j. 4. 总结 2HL9E|h S-Fo 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }VCI=?- %V_-%/3Z 1. 仿真 On_@HQ/FI 以光线追迹对干涉仪的仿真。 qRB7Ec_ 2. 计算 kdrod [S 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ]7YNIS 3. 研究 9^ed-h
Bf 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 iLX_T]1 R)8s
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。 XEH}4;C'{ kI\tqNJ i
应用示例详细内容 Kuw^qX" 系统参数 !u|Tu4G^ 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 lFG9=Wf PX
O!t]* 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。 Ud%s^A-qS LDj<?' 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 S33j?+Vs e{w>%)rcP 2. 说明:光源 7'p8a<x _F(P*[[& ODw`E9 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 N3A<:%s 因此,相干长度大于1m ~2*9{ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 j]4,<ppWSH 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。
Gwec4D cNK)5-
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@4+#Xd7" tNaL;0#Tx 3. 说明:光源 oy.[+EI`| : 3ZYJW1
#=c`of6 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 lx0~>K] 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 #CUzuk& 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ,^s0</ve 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 2?7(A 4. 说明:光学元件 s}5+3f$f \.{AAj^qD IzLF'F 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 - xm{&0e) 位相延迟平板材料为N-BK7。 q3e8#R)l 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 XVVD 0^ Q 透镜材料为N-BK7。 P87#
CAN 其中心厚度与位相平板厚度相等。 wD\ZOn_J j f~wBmd7 sp9W?IJ 6c 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 *s4\\Wb= TV59(bG.2 @J'YV{] 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Vzlh+R>c 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 /#LW"4;* ]c)_&{:V 6. 分光器的设置 b{M7w R3.*dqo$ 5r,r%{@K vXj < 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 T<b+s#n4 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 d3Di/Iej 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 TbVn6V' Z?NW1m()F 7. 合束器的设置 :\
QUs} H U+ I BHFY%6J! b-5y9 K 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 m6mwyom. 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。 +/{L#e> ! ]`
#JAL7 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 xG2F!WeF 9nSWE W R,2P3lv1v@ 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)。 v4/-b4ET 应用示例详细内容 C#pZw[ 仿真&结果 Ucw yxXI :nY2O 1. 结果:利用光线追迹分析 Kn;D?ioY GwU?wIIj^ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 (oz$B0HO: 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 vdDludEv +UN <Zp7I/ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 24c ek 0C%W&;r0 ef! XV7P 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 0U/,aHvhP 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 PCrU<J 7 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 R<ND=[}s revF;l6->C 3. 对准误差的影响:元件倾斜 SO\/-]9# 07g':QU@ 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 V%0I%\0Y 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 az;Q"V'6 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Sw&!y$ed ,Tagj`@bHc 4. 对准误差的影响:元件平移 ;TiUpg</_3 {:nQl} 元件移动影响的研究,如球面透镜。 LjFqZrH 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:6W+p8 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 @wmi5oExc E\8 4674SzL 5. 总结 }ArpPU
:] 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 LA3<=R] Uh1NO&i.W 4. 仿真 CWo1.pV w 以光线追迹对干涉仪的仿真。 qZEoiNH(Tj DaH Z{T8>d 5. 计算 -D^A:}$ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8e~|.wOL 4M&`$Wim 6. 研究 o\otgyoh 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 >kZ57, 2?C`4AR[2H 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 \vfBrN 6(|d|Si *c 扩展阅读 %h"z0@+ 5v\!]?(O; 1. 扩展阅读 ysIh[1E~%: 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #3=P4FUz. ixm&aW6< 开始视频 vP@v.6gS, - 光路图介绍 h_d +$W5 - 参数运行介绍 22P$ ~ch - 参数优化介绍 W,@
If} 其他测量系统示例: f&,{XZ - 迈克尔逊干涉仪 y7i %W4
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