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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 X u):.0I  
$ rYS   
应用示例简述 ^\&g^T%  
HY4E  
1. 系统说明 LUNs|\&  
R2aK5~   
 光源 b 0b9#9x  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Z9&D'n)  
 元件 B)]{]z0+`  
— 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 A+*oT(`  
 探测器 n[Iu!v\/*  
— 干涉条纹 <aaDW  
 建模/设计 B  bw1k  
— 光线追迹:初始系统概览 NNw d;AC  
— 几何场追迹加(GFT+): <cv1$ x ~P  
 计算干涉条纹。 J md ?  
 分析对齐误差的影响。 uq4s bkP  
(VaN\+I:T  
2. 系统说明 \TB%N1^  
e=l5j"gq  
参考光路 Ig3(|{R  
@JEmybu  
3. 建模/设计结果 KVM@//:{  
(kQ.tsl  
U|7Qw|I7  
4. 总结 6 2`PK+  
; Uqx&5P}  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 mBZ Dl4 '  
Rca Os  
1. 仿真 \678Nx  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 z|]oM#Gt  
2. 计算 zQ5jx5B":  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 7ml0  
3. 研究 :aq>  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 GoSWH2N  
zrU$SWU  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 s`iNbW="  
Z!-<rajl  
应用示例详细内容 9LEilmPs  
系统参数 B~;LBgpp  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 {QS@Ugf  
C6'*/wq  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 PyT}}UKj:  
<`xRqe:&9  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 + %#MrNM'  
03QEXm~|Q  
2. 说明:光源 ^s@*ISY  
D d# SUQ  
?gR\A8:8  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 n E,gQHw  
 因此,相干长度大于1m sL7`=a.&T  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 (>LHj]}K  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 [B ~zoB(  
!UBDx$]^  
r$r&4d Y  
Jh&~/ntmm_  
3. 说明:光源 j,56Lh%1  
L`\`NNQC  
R )d99j^"  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 K_&c5(-(_  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 *)NR$9lGv  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 /SCZ&  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
lNaez3  
4. 说明:光学元件  w{ r(F`  
|.8d,!5w}  
M8?#%x6;N  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :nKsZ1bX  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 xV,4U/ T  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 *H%0Gsk  
 透镜材料为N-BK7。 b>bgUDq  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 lpfwlB'~9  
 ?+ -/';  
miG; ]-"^  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 17 i<4f#  
EFRZ% Y  
*CH!<VB/  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 -Ap2NpZ"t  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 +(z_"[l"  
L,L ~ .E  
6. 分光器的设置 =M1a0i|d  
+ 9\:$wMN  
C,|nmlDN  
G>=9gSLM  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 PG^j}  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 5U-p'c9IC  
 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 P&[Ft)`  
yfM>8"h@  
7. 合束器的设置 #gX%X~w$F  
;L G %s  
a%Z4_ToLZ  
`W"a! ,s2  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 K-2o9No?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。 XlPK3^'N)h  
?qf:_G  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 $PatHY@h  
io9y; S"+  
a1 4 6kq  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 +,&m7L  
应用示例详细内容 V17>j0Ev$W  
仿真&结果 Vqa5RVnI  
.)i O Du  
1. 结果:利用光线追迹分析 jw/'*e  
N{1.g S  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Iz6ss(UJ  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
q Z8|B  
aUypt(dv  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 xb4Pt`x)rS  
b4Ricm  
Ci]'G>F@"  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 uSABh ^  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 p!HPp Ef+#  
 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。
$R A4U<  
zyaW3th  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 Z B~l2  
0M$#95n  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 A#v|@sul  
 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°。 d{QMST2&  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 BCBEX&0hk{  
%/UV_@x&  
4. 对准误差的影响:元件平移 X}zX`]:I'  
nGq]$h  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ! 9d _Gf-  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ~gu=x&{  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 siZr@g!L  
w+t#Yb\7  
lbQ6 a  
5. 总结 ooTc/QEYi  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 E)C.eW /  
! G*&4V3Mg  
4. 仿真 ;$vLq&(}  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 nAIH`L"X  
v2Dt3$@H6  
5. 计算 "Z;~Y=hC13  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 +J"'  'cZ  
By2s']bw  
6. 研究 IZO@V1-m  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 fx<FIj7  
,%A)"doaG  
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。 '#O;mBPNi  
_~tm7o+js  
扩展阅读 hdo&\Q2D8  
$[[?;g  
1. 扩展阅读 p={Jf}v  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 W0Ktw6  
24/ /21m  
 开始视频 wz|DT3"Xs  
- 光路图介绍 ypH8QfxLTr  
- 参数运行介绍 3FFaEl  
- 参数优化介绍 /$;,F't#2M  
 其他测量系统示例: "\7v  
- 迈克尔逊干涉仪
%Nj #0YF]  
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