测量系统(MSY.0001 v1.1)
<'~8mV1 i?AZ|Ha[ 应用示例简述 ''BP4=r5n &F'v_9 1. 系统说明 OqBw&zm :/%Vpdd@
光源 o Ayk — 氦氖
激光器(波长632.8nm;相干长度>1m)
q 8=u.T 元件
Uzb"$Ue4 — 分束器和合束器,消色差准直
透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜
[l#WS 探测器
E}@8sY L — 干涉条纹
yekIw 建模/设计
@gi
Y —
光线追迹:初始系统概览
+H&_Z38n — 几何场追迹加(GFT+):
D?\K~U* > 计算干涉条纹。
<YeF?$S} 分析对齐误差的影响。
FYcMvY N@MeaO 2. 系统说明 )1fQhdO}x 参考光路 qfSoF| 
2hJ{+E.m HnP;1Gi 3. 建模/设计结果 b=|&0B$E
:LBe{Jbw 7-o=E= 4. 总结 }=;>T)QmMO &YT7>z, 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算
gv[7h'}< a ^)Mx9 1. 仿真
p fBO5Ys 以光线追迹对干涉仪的仿真。
3(5RUI- 2. 计算
btOTDqG`a 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
@eTsS%f2 3. 研究
K%pmE?%,8 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移
oy r2lfz* HJJ^pk& 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。
>|Jw,,uf 应用示例详细内容 :x{Q
系统参数 4{vd6T}V!
m@O\Bi}=} 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 #`p>VXBj! bf74 " 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。
<Y#R]gf1 z'qVEHc) 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。
kQ#eWk J, __ mtZ{ 2. 说明:光源 sRZ:9de+ N6J$z\
P 4]B3C\
v 使用一个频率稳定、单模氦氖
激光器。
CD&m4^X5D 因此,相干长度大于1m
Vd?v"2S(9 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。
/B!m|)h5~ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。
tH'VV-!MZ 6fV)8,F3
@qC:% |> 0wkLM-lN 3. 说明:光源 N/%#GfXx z;/'OJ[. .u*].As= 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。
zl:D|h77 扩束器的设计是基于伽利略
望远镜。
x>J3tp$2 因此,在
光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。
;yZ N
"r 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
4jz]c"p- 4. 说明:光学元件 tbPPI)lu $dnHUBB pMquu&Td 在参考光路中设置一个位相延迟平板。
yhdG 93 位相延迟平板材料为N-BK7。
>1~`tP 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。
h]Oplp4\W 透镜材料为N-BK7。
5qr!OEF2 其中心厚度与位相平板厚度相等。
j?,*fp8 O0{ !p&'so^-W 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ? g{,MP5 =|!~0O O<h#|g1 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。
ziycyf.d 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td]
DXz8C - 7:L~n(QpP 4sj%:
X}-H=1T? [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
)/Xrhhx 6. 分光器的设置 0w['jh|, Gx!RaZ1 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器
I7PWOd 7. 合束器的设置 ]R{"=H' GF!{SO4 ?03Zy3/ 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。
\z`d}\3(R
)M N
yOj 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 sOxdq"E -HsBV>C 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。
y:OywIi( 应用示例详细内容 9`v:$(I
仿真&结果 (A'q@-XQ
sYA-FO3gh 1. 结果:利用光线追迹分析 1:!rw,Jzl` 首先,利用光线追迹分析光在
光学系统中的传播。
k6-n.Rl01 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
r65NKiQD 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 _A|\.(t `7%eA9*.m ,;P`Mf'YC 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。
jN}7BbX 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。
+@uC:3jM 3. 对准误差的影响:元件倾斜 HCIF9{o1j> /Z "
4[ 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°。
(MoTG^MrBY 结果可以以独立的文件或动画进行输出。
:J`!'{r 4. 对准误差的影响:元件平移 I!7.fuO 元件移动影响的研究,如球面透镜。
A] ?O&m| 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。
_
1{5~
z83:a)U M y"!j,Up 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算
z#J/*712 f5b`gvCY,# 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。
O4PdN? DVoV:pk 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
`/JR}g{O ;9 &1JX 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移
06@0r 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。
T7,Gf({ oZ>`Qu 扩展阅读 4`-?r%$,: 1. 扩展阅读
ms\/=96F 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。
Bb[0\Hs7 开始视频-
光路图介绍 Fl+tbF -
参数运行介绍-
参数优化介绍 mYjiiql~ 其他测量系统示例:
WUWb5xA -
迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)