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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) Ql 2zC9C pi?$h"y7Q 应用示例简述 n-djAhy o8uak*"{ 1. 系统说明 4i]h0_] 1}=@';cK* 光源 x:wv#Wh:l7 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 'ozu4y 元件 ?$v*_*:2h — 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 Pk2=*{:W 探测器 GXk]u — 干涉条纹 Sbzx7 *X 建模/设计 @$G{t^&os — 光线追迹:初始系统概览 UnVYGch — 几何场追迹加(GFT+): ?WEKRl 计算干涉条纹。 $kAal26 z 分析对齐误差的影响。 SN#Cnu} h^ o@=%b 2. 系统说明 xLN$!9t 参考光路 NuEcTww  4:Ton %fJ~3mu 3. 建模/设计结果 @IE.@1 i>j(Ds v x<Ac\Cx 4. 总结 .DrGr:UW 8x~'fzf;Sq 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8wH1x
. v#^ _| 1. 仿真 eeVzOq( 以光线追迹对干涉仪的仿真。 i;l0)q 2. 计算 s#BSZP 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 OCN:{ 3. 研究 r]3v.GZy 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 { POfT
m} FlyRcj 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。 #Fkn-/nL 应用示例详细内容 [wkSY>Gu 系统参数 z(dDX%k@ <lN=<9 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 `Lj'2LoER MhDPf]`
Gg 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。 -/ YY.F- /A82~ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 i|!D W.sH 2. 说明:光源 b O9PpOk+z {36QZV*P ecdM+kP 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 F9J9zs*, 因此,相干长度大于1m pP)> x*1 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 *|B5,Ey 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 j
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X,`^z,M%I yD yMI 3. 说明:光源 Ae8P'FWB> _]Y9Eoz OI)U c . 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :F.eyA|#@G 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 5?HoCz]l 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 -Gj."ks 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 {C'9?4& 4. 说明:光学元件 H=@S+4_bK T]lVwj ]L;X Aj? 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 #gSIa6z1W 位相延迟平板材料为N-BK7。 3e?a$~9 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 rPx:o}&< 透镜材料为N-BK7。 |bX{MF 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ;|D8"D6] .]LP327u ZJ'FZ8Sx 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 q/dja )(DX]Tr` (R^Ca7F 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)。 HyJ&;4rf 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] Y/`*t(/5 Vbp`Rm1? oF=UjA c n^z=? [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] dL|*#e 6. 分光器的设置 mAuN* ( P7y.:%DGD0 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 B+n(K+ 7. 合束器的设置 >OW>^%\!1
$&to( x>MY_?a 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。 5u^;71 0RkiD8U5 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 V"W)u#4, 8BggK6X 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)。 vF.Ml 应用示例详细内容 XFrgnnt 仿真&结果 )/4U]c{- $v~I n 1. 结果:利用光线追迹分析 '/GZ,~q 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 &?#!%Ds 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 c@)}zcw* 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 p'YNj3&u f}?q )NCSO b 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 x[1(cj 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
FA#8 3. 对准误差的影响:元件倾斜 4kdQ h] XE.Y?{,R$ 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°。 G&v. cF#Y' 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }@NT#hD 4. 对准误差的影响:元件平移 a!*K)x,"< 元件移动影响的研究,如球面透镜。 $S{]` + 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。 #hP&;HZ2>" $ZfoJR]% 7?EC
kuSv 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _do(
Y|y X]\, 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 D$PR<>=y )ZQML0}P; 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 wwh)B92Y5 rulw6vTB( 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 oZ"93]3- 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。 5$Aiez~tBq u<a =TPAU 扩展阅读 }5a$Ka- 1. 扩展阅读 [I4&E > 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #vBS7ba 开始视频- 光路图介绍 Gw0MDV&[ - 参数运行介绍- 参数优化介绍 {Wh7>*p{3 其他测量系统示例: kK il]L - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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