测量系统(MSY.0001 v1.1)
Ns $PS\ {Xp.}c 应用示例简述 lN&GfPP6 ^?A+`1- 1. 系统说明 94R+S-|P l>]M^=,&7
光源 ,t[D1KZt — 氦氖
激光器(波长632.8nm;相干长度>1m)
[ M'1aBx^ 元件
N.<hZ\].= — 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
#=tWCxf= 探测器
r
{8 — 干涉条纹
Xnh1pwDhe< 建模/设计
?( '%QfT —
光线追迹:初始系统概览
f6#H@
X — 几何场追迹加(GFT+):
`=*svrmS 计算干涉条纹。
LiRY-;8= 分析对齐误差的影响。
w7C=R8^ k8ck#%#}Wu 2. 系统说明 X*~YCF[_ 参考光路 <(^pHv7Q 
-"<f( 5YCbFk^ 3. 建模/设计结果 ;CW$/^QNr5
~!;3W!@(E D%A-& = 4. 总结 YU`{ }u&JX 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算
=VU2# O EAfSbK3z 1. 仿真
7'I7 以光线追迹对干涉仪的仿真。
h(L5MZs 2. 计算
)t4C*+9<U 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
BCbW;w8aI 3. 研究
$Yka\tS' 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移
J]UHq$B ~IXfID!8 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。
twn@~$ 应用示例详细内容 VX%+!6+fS
系统参数 `et<Z
yV. P.Q 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 .EdV36$n )N/KQ[W 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。
l.BNe)1!22 I?"5i8E 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。
bo2Od m";gD[m 2. 说明:光源 4Y!v$r :q=OW1^k^ 5f5ZfK3<i 使用一个频率稳定、单模氦氖
激光器。
>W<5$ .G 因此,相干长度大于1m
mm 8O 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。
8`2K=`]ES+ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。
eG v"&kr !xI![N^
;vitg"Zh> X&IY(CX 3. 说明:光源 {>Px.%[< g6V*wjC ?KN_J 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。
Ce:ds% 扩束器的设计是基于伽利略
望远镜。
|>4 { 4 因此,在
光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。
LPO" K"'w 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
gm DC,"Y< 4. 说明:光学元件 tpN}9N ;qMlGXW*q Mx"tUoU6z 在参考光路中设置一个位相延迟平板。
AqkK`iJ# 位相延迟平板材料为N-BK7。
Ei-OuDM;) 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。
q4{ t H 透镜材料为N-BK7。
A3_9MO
其中心厚度与位相平板厚度相等。
bRp[N TE~@Bl;{?c RHbwq] 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 F!{SeH: [78
.%b' wNZ7(W.U 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)。
L nGSYrx1 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]
7Cf(y'w^ B*IDx`^Y U4gJ![>5j
#4M0%rN [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
_=5ZB_I 6. 分光器的设置 _3a
5/IZ k 9rnT)YU 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
$ *A3p 7. 合束器的设置 d}_c( =Qrz|$_rv ^q\zC%. 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。
DlI5} Jh Hea<!zPH 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 "[yiNJ"kt ;kBies>V 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。
[<QWTMjR 应用示例详细内容 @XC97kGWp
仿真&结果 MVZ>:G9:
S!_?# ^t 1. 结果:利用光线追迹分析 K5&C}Ey1 首先,利用光线追迹分析光在
光学系统中的传播。
VKz<7K\/ 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
lvi:I+VgA 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 /MH@>C
_ ;!?K.,N:N J-F_XKqH 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。
;0}2@Q2@ZK 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
u,:`5*al{ 3. 对准误差的影响:元件倾斜 zi
.,?Q \DK*>
k 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。
()?co<@(l 结果可以以独立的文件或动画进行输出。
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f< 4. 对准误差的影响:元件平移 j*d~h$[k 元件移动影响的研究,如球面透镜。
<t% A)L% 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。
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\*aLyyy3 %PbqASm 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算
G6{A[O[ C)s1'
=TZ 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。
W+e*(W|d6 .+}o'rU 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
yMl'1W 5C1Rub) 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移
'hw@l>1\9 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。
H^;S}<pxW @;D}=$x 扩展阅读 6xh#;+e} 1. 扩展阅读
-Jo :+]. 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。
&xroms"S= 开始视频-
光路图介绍 Mk/!,N<h# -
参数运行介绍-
参数优化介绍 {))S<_yN 其他测量系统示例:
o~_>p/7; -
迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)