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2024-11-21 07:56 |
使用相干光模拟马赫泽德干涉仪
测量系统(MSY.0001 v1.1) GJ$,@ oe<Y,%u"6 应用示例简述 zJy{Ry[Sb 2u:j6ic 1. 系统说明 g\Zk*5( ]aR4U` 光源 e{O5y8, — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 2=|IOkY 元件 -jy"?]ve. — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 ~_&.A* Jh 探测器 +OmSR*fA0 — 干涉条纹 uj@<_|7 建模/设计 {MtB!x — 光线追迹:初始系统概览 WWLVy( — 几何场追迹加(GFT+): #+G2ZJxL| 计算干涉条纹。 n\YxRs7
hF 分析对齐误差的影响。 Ss:,#| Ed-gYL^< 2. 系统说明 ^m=%Ctu# 参考光路 g}-Z]2(c#  Hn~1x'$ MocH>^, 3. 建模/设计结果 $^!w`>0C QhUraZ 7y\g~?5N 4. 总结 <7^~r(DP bij?q\ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Kd)m"9Cc c
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6F 1. 仿真 }}_uN-m 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^4[[+r 2. 计算 m { fQL 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 xNkY'4% 3. 研究 S+G)&<a^ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 B>ZPn6?y ->8q, W2A 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ^j %UZ 应用示例详细内容 E2|iAT+=. 系统参数 G,-OH-M! *F*X_O 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 xW =$j| ([*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。 [u80-x< ][nUPl 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 j!\0Fyr sCQup^\ 2. 说明:光源 %Z yPK,(" hH}/v0_ jb L@r.R_*H?s 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 17)M.(qmuP 因此,相干长度大于1m HW726K* 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 PEEY;x 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 7V
(7JV<> (dF;Gcw+
g{hA,-3 }dJ ~Iy 3. 说明:光源 3SDWR@x& zI! R-Nb QV$dKjMS 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 p0y?GNQ 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 K)&XQ`& 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 W;dzLgc 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 P&0cF{ 4. 说明:光学元件 \)ZX4rs{8 HF+fk*_Q KHz838C] 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Xl6ZV,1=n7 位相延迟平板材料为N-BK7。 Os 2YZ<t 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Q 02??W 透镜材料为N-BK7。 }#>d2 =T$ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 j :Jdwf P=[x!}.I
jnzz~: 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 s4`*0_n "Vp:z V<S }|"*"kxi! 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)。 S aet";pf` 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] H0 n@kKr y'|W[' [pgkY!R?) G!LNP&~ [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] {_ho!OS> 6. 分光器的设置 Bj($_2M%+ 2mU-LQ1WN 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 ;:\,x 7. 合束器的设置 9Q7cUoxY +Y9D!=_lj bA^:p3 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 1fhK{9# 'A(-MTd% 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 |DPpp/ gc:p@< 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 DD6`k*RIk. 应用示例详细内容 9g5{3N3 仿真&结果 '`~(Fkj pkV\D 1. 结果:利用光线追迹分析 i
=fOdp 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 hOL y*% 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 X.AWs=:- 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 &T/q0bwd 5A]LNA4i V?V)&y] 4 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 (:bCOEZ 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 "ko?att~ 3. 对准误差的影响:元件倾斜 q'AnI$! p9 ,\ {Is 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 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°。 9k+&fyy 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 7- 3N 4. 对准误差的影响:元件平移 >;&V~q:di 元件移动影响的研究,如球面透镜。 (VXx G/E3 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。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 5nM9!A\D ':2*+ pT;-1c%: 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 k1Mxsd ~iR!3+yg4 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Up/u|A$0V cwWSNm| 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 iI@Gyq= -2jBs-z 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 }!yD^:[5 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ;GgQ@s@ Jyz$&jqyr' 扩展阅读 E
^SM` 1. 扩展阅读 K0DXOVT\ 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ;]oXEq` 开始视频- 光路图介绍 rb}wv16? - 参数运行介绍- 参数优化介绍 o|^?IQ7bpf 其他测量系统示例: WVT5VJ7* - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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