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2020-11-23 09:20 |
使用相干光模拟马赫泽德干涉仪
测量系统(MSY.0001 v1.1) (5-FV p
fb a.k.n< 应用示例简述 s Z].8. m;GCc8 1. 系统说明 +V{kb<P 0AL=S$B) 光源 SE1=>S%p — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) hcsP2
0s 元件 Sw ig;` — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 -cAo@}v 探测器 YJT&{jYi — 干涉条纹 j8^I z 建模/设计 2K/4Rf0; — 光线追迹:初始系统概览 "#2a8# — 几何场追迹加(GFT+):
iu=7O 计算干涉条纹。 KJ)k =mJ 分析对齐误差的影响。 K0|FY=#2y ymhtX6] 2. 系统说明 2} /aFR V]lLw)
参考光路 NJWA3zz
 1#< '&Lr 3. 建模/设计结果 Nk?
^1n$ $r@zs'N
iL-(O;n 4. 总结 h+g_rvIG* @=}0`bE 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [}E='m}u9+ ) j#`r/ 1. 仿真 k8&;lgO' 以光线追迹对干涉仪的仿真。 F rfM3x6UM 2. 计算 P64PPbP 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 X!TpYUZ' 3. 研究 Q4#m\KK;i9 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 -P$PAg5"2 @<hb6bo,N 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。 N2^=E1|_ )-I {^(
应用示例详细内容 &
p 系统参数 *5C7d*' 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ;#W2|'HD JzQ_{J`k 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。 t6"%3#s fgp]x&5Q 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 we//|fA< ].w4$OJ? 2. 说明:光源 y@S$^jk. !Iy_UfW 'x#~'v* 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 tKOmoC 因此,相干长度大于1m zZPO&akB" 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 C`hU] 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 %v
M-mbX HAdg/3Hw
X]TG<r :D5Rlfj 3. 说明:光源 yLvDMPj 2~)`N>@ .5_2zat0H 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 /l~p=PK 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 e8a+2.!&\ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 sUO`u qZV 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 `r6 ,+& 4. 说明:光学元件 A:%`wX} Q->sV$^=T -$ls(oot 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 y'q$| 位相延迟平板材料为N-BK7。 W:2( .? 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 6@5+m
0`u3 透镜材料为N-BK7。 `Y$4 H,8L 其中心厚度与位相平板厚度相等。 /{g>nzP `4J$Et%S F v2-( 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 M'O <h Dw.J2>uj BL}\D;+t 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)。 194)QeoFw 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 Ax7[;|2 A}9`S6 @@ 6. 分光器的设置 b2Fe<~S{ oJz^|dW Q(?#'<.# +~$ ]}% 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 ;A'mB6?%H 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 YK'<NE3 4 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 .*Y %ntRG! 7. 合束器的设置 i[3'ec3 aB&&YlR=n< ]h+j)J}[A FcU SE 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 7Ovi{xd@ 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。 ^6V[=!& H 8Fu(Ft^9 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 |/{=ww8| g8% &RG +a+Om73B2 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)。 0S!K{xyR 应用示例详细内容 kdeWip6Y 仿真&结果 zRr*7G @q7I4 1. 结果:利用光线追迹分析 _]H&,</ S2&4g/ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 sUQ@7sTj 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 YN F k \_f(M| 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹
T(Eugl" )3EY; w<(pl% 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 !Wnb|=j 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 vA8nvoi 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。 OQJ6e:BGt S.NPZ39}ZE 3. 对准误差的影响:元件倾斜 e(t\g^X 3f{3NzN 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 +cN8Y}V 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°。 64tvP^kp 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 M .mfw#* F={a;Dvrn 4. 对准误差的影响:元件平移 uKHxe~ cVF"!. 元件移动影响的研究,如球面透镜。 `b$.%S8uj= 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 2BwO!Y[ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 t%=tik2|7 q(84+{>B t b}V5VH 5. 总结 "4{r6[dn 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 S"H2 7
<RL] 4. 仿真 8$}<, c( 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ysv"
6b} 'D1xh~ 5. 计算 5=ryDrx 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c\j/k[\< eJ-nKkg~a 6. 研究 A*BeR0( 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 I; rGD^ \'O"~W 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。 utV_W& O:K2Y5R?B 扩展阅读 0o&5]lEe =rdV ]{Wc 1. 扩展阅读 .7X^YKR 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 X"%gQ.1|{j CpTjJXb 开始视频 Xsa]. - 光路图介绍 5v*\Zr5ha - 参数运行介绍 h/Y'<: - 参数优化介绍 AA>P`C$&M 其他测量系统示例: c7H^$_^ = - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) do'GlU oMC 0w7DsPdS r5^eNg k QQ:2987619807 d&>^&>?$zh
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