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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 ?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^$<h  
 元件 7{M>!} rY  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 /iQ(3F  
 探测器 pbBoy+.>  
— 干涉条纹 "lVqU  
 建模/设计 PlxIf  L  
— 光线追迹:初始系统概览 Ngy=!g?Hk=  
— 几何场追迹加(GFT+): ?ny =  
 计算干涉条纹。 4g` jd  
 分析对齐误差的影响。 h#.N3o  
= [@)R!3H  
2. 系统说明 WlwY <)  
cDkV;$  
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-F o  
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\tqNJi  
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'p8 a<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。 Gwec 4D  
cNK)5- U  
@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。 #CUz uk&  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ,^s0</v e  
 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$f  
\.{AAj^qD  
IzLF'F  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 - xm{&0e)  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 q3e8#R)l  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 XVVD 0^ Q  
 透镜材料为N-BK7。 P87# CAN  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 wD \ZOn_J  
j f~wBm d7  
sp9W?IJ 6c  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 *s4\\Wb=  
TV59(bG.2  
@J 'YV{]  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Vzlh+R>c  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 /#LW"4;*  
]c)_&{:V  
6. 分光器的设置 b{M7w  
R3.*dqo$  
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-5y9K  
 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)。 v 4/-b4ET  
应用示例详细内容 C#pZw[  
仿真&结果 Ucw yxX I  
 :nY 2O  
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$B0HO:  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
vdDludEv  
+UN<Zp7I/  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 24c ek  
0C%W&;r0  
ef!XV7 P  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 0U/,aHvhP  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 PCrU<J 7  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
R<ND=[}s  
revF;l6->C  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 SO\/-]9#  
07g':QU@  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 V%0I%\0Y  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 az;Q"V'6  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Sw&!y$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。 @wmi 5oExc  
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 C Wo1.pVw  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 qZEoiNH(Tj  
DaHZ{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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