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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) M)CE%/P wTY8={p] 应用示例简述 Bso3Z ^X. !|S{e^WhbU 1. 系统说明 L9)nRV8 T]Eg9Y:+v 光源 |;_uN q9 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 9i+SU|;j 元件 4!KUPgg — 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 t<2B3&o1 探测器 {m+(j (6- — 干涉条纹 nZ2mY!* 建模/设计 As7Y4w* + — 光线追迹:初始系统概览 r|tTDKGQ — 几何场追迹加(GFT+): !
uyC$8V*l 计算干涉条纹。 +8AGs, 分析对齐误差的影响。 xui.63/ U&\8~h 2. 系统说明 oopACE> 参考光路 ]dKLzW:l  o4"7i 9+g RMx$]wn_ 3. 建模/设计结果 (0T6kD czV][\5 .*s1d)\: 4. 总结 I(*4N^9++ [y}0X^9,E 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =;9*gDf D 8)D5loS 1. 仿真
N{u4 以光线追迹对干涉仪的仿真。 0P<bS?e<l 2. 计算 pk*cch# 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 <=
xmJx-V 3. 研究 |[tlR`A $ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 MHv2r yu'2 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。 3:f<cy
应用示例详细内容 LP8Stj JP 系统参数 )pS1yYLj $DmWK_A 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Lzzf`jN] !4 4 )=xW 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。 xHv<pza: li4rK<O 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 tK3.HvD X&1R6O 2. 说明:光源 IS`1}i$1% :xitV]1.
]VifDFL} 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。
o*2TH2 因此,相干长度大于1m ~VZ)LQ'7 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 yIBT*,4 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 / vI sX3v *]Nd
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G 3HmLz | I_,;c 3. 说明:光源 !Pf_he <StyO[ WQ/H8rOs 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 5Z]zul@+* 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 C%ibIcm y 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 X\tE#c&K 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 RF/I*5 4. 说明:光学元件 1b:3'E.#w L~_3BX g9>
0N#< 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 0|g|k7c{rF 位相延迟平板材料为N-BK7。 R=g~od[N_ 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 1|)l6#hOL 透镜材料为N-BK7。 L&O!"[++ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 iaAVGgA9+ \}SA{) ">vxYi 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 lub(chCE[ C$o#zu q- Jh2eo+/% 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)。 G+N&(: 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] f/t1@d! +b_g,RNs! =Nn&$h l ~^*IP1.3 [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] c,%9Fh?( 6. 分光器的设置 jE!<]
OYKeu(=L 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 e573UB 7. 合束器的设置 ]m}<0-0 *sI`+4h[ C%8nr8po 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 "Sp+Q&2U ssVO+
T 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 u^H: z0 R*~<?}Rr 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 sM)qzO2wh 应用示例详细内容 b#%s! 仿真&结果 ({=:
N T_ifDQX; 1. 结果:利用光线追迹分析 rbl EyCR 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 A<ca9g3 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 =C{)i@ + 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 8
1; QF_C 2\h]*x%: n(^{s5 Rr 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 S#+Dfa`8X 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 nbM[?=WS 3. 对准误差的影响:元件倾斜 jt|e?1:vF ;WX)g&19x 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 4$Oakl*l 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 WE""be8 4. 对准误差的影响:元件平移 3=w$1.B d 元件移动影响的研究,如球面透镜。 zbsdK 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 J6Uo+0S h$[}lZDg K3jKOV8 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @,
v'V! ssbvuTr 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 J7:VRf|,?( _l$V| 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Y;3DU1MG0 0ut/ ')[ 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ^`ah\L 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。 ,Bh!|H(?L1 ]`%}Q 扩展阅读 ` #Qlr+X 1. 扩展阅读 9W3zcL8 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ;=goIsk{Q 开始视频- 光路图介绍 M0[7>N_ - 参数运行介绍- 参数优化介绍 XB 其他测量系统示例: tU2 8l. - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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