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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 X u):.0I $ rYS 应用示例简述 ^\&g^T% HY4E 1. 系统说明 LUNs|\& R2aK5~ 光源 b0b9#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 NNwd;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。 uq4sbkP (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 mBZDl4 ' 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$SWU 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 s`iNbW=" Z!-<rajl
应用示例详细内容 9LEilmPs 系统参数 B~;LBgpp 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 {QS@Ugf C6'*/wq 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 PyT}}UKj: <`xRqe:&9 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 +%#MrNM' 03QEXm~|Q 2. 说明:光源 ^s@*ISY Dd#
SUQ ?gR\A8:8 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 nE,gQHw 因此,相干长度大于1m sL7`=a.&T 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 (>LHj]}K 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 [B~zoB( !UBDx$]^
r$r&4dY 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$9lGv 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 /SCZ& 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 lNaez3 4. 说明:光学元件 w{r(F` |.8d,!5w} M8?#%x6;N 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :nKsZ1b X 位相延迟平板材料为N-BK7。 xV,4U/T 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 *H%0Gsk 透镜材料为N-BK7。 b>bgUDq 其中心厚度与位相平板厚度相等。 lpfwlB'~9
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-/'; miG;]-"^ 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 17i<4f# EFRZ% Y *CH!<VB/ 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 -Ap2NpZ"t 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 +(z_"[l" L,L ~
.E 6. 分光器的设置 =M1a 0i|d + 9\:$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&[F t)` 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 $PatHY@h io9y;S"+ a1
46kq 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 +,&m7L 应用示例详细内容 V17>j0Ev$W 仿真&结果 Vqa5RVnI .)iO Du 1. 结果:利用光线追迹分析 jw/'*e N{1.gS 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。 qZ8|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。 $R A4U< zyaW3th 3. 对准误差的影响:元件倾斜 ZB~l2 0M$#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: "\7 v
- 迈克尔逊干涉仪 %Nj #0YF]
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