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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) eWr2UXv$ )C$pjjo/` 应用示例简述 M Al4g+es <C_FRpR<f 1. 系统说明 LaYd7Oyf] M7=|N:/_ 光源 ojx2[a\ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Y+DVwz$ 元件 D%=j@ — 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 GsoD^mjY 探测器 riQ0'-p — 干涉条纹 G5NAwpZf 建模/设计 > .K — 光线追迹:初始系统概览 !
u9LZ — 几何场追迹加(GFT+): "}2I0tM 计算干涉条纹。 SNC)cq+{ 分析对齐误差的影响。 ~!P&LZ p@eW*tE 2. 系统说明 _~ 3r*j deOk>v&U
参考光路 #i=m%>zjN  Lb~'
I=9D 3. 建模/设计结果
825 QS` a>&dAo}
~En]sj 4. 总结 $ve*j=p -0+h&CO 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !`dMTW sj&1I.@,> 1. 仿真 l4YTR4D 以光线追迹对干涉仪的仿真。 W^i[7 r 2. 计算 |Y30B,=M 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 usw(]CnH 3. 研究 h*?]A 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 |=[._VH1 cvC 7#i[G 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 4MoxP C_&ZQlgQ
应用示例详细内容 \"9ysePI 系统参数 4$+/7I \ 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 {[bB$~7Eu s14ot80) 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 QzY5S0 UYGO|lkEU 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 2tS,q_-= cA~bH 6 2. 说明:光源 {6mFI1;q B;t{IYhq{ +A1xqOB 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 +*G<xW :M 因此,相干长度大于1m TVK*l* 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 -kb;h F}. 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 cHJ4[x= Wf=hFc1_@
|N|[E5Cn P}vk5o' 3. 说明:光源 M&KJZ I.p"8I; o4,9jk$ 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 a``Q}.ST 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ufN`=IJ% 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 L(}/W~En 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 )Ut9k 4. 说明:光学元件 dK]#.. @eP(j@(^ !!6g<S7) 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 OKnpG*)u=g 位相延迟平板材料为N-BK7。 0NXaAf:2Z 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 `~1#X 透镜材料为N-BK7。 n66b(6"mO2 其中心厚度与位相平板厚度相等。 [jTZxH< ooj^Z%9P ootkf= 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 7TA&u' mzcxq:uZ5 L"}2Y3 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)。 yS4nB04`= 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 T!|-dYYI ygxaT"3"= 6. 分光器的设置 Q7_#k66gb7 r|3<UR% '&Tz8.jp~ RA}Y$ }^#' 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 k"+/DK,: 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ^geY Ay 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 US&:UzI. 8|Wl|@1( 7. 合束器的设置 E#\'$@8j VVc-Dx 6G:7r [ j#9n.i
%h 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 "MDy0Tj8EN 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 >|hqt8lY k!!d2y6 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 4TcW% c 7
;x
to = 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ;e Mb$px 应用示例详细内容 +Rq]_sDu 仿真&结果 4qyPjAG !
;R}= 1. 结果:利用光线追迹分析 M2M&L,/O 6}:(m#+ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 *!,k`=.([# 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
Lp{/ WISeP\:^ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 C{YTHNn S>R40T=e \ZC0bHsA 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ^F-AZP
/5F 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 V""3#Tw 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。 ORt)sn&~d tA-p!#V<k1 3. 对准误差的影响:元件倾斜 T>m|C}yy ^Fwdi#g 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 |qb-iXW= 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°。 ]GzfU'fOn| 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 OJs
s yXro6u?rC 4. 对准误差的影响:元件平移 tS[@?qP `%=!_| 元件移动影响的研究,如球面透镜。 p:Zhg{sF 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。 Bacmrf 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 VpB+|%@p V4|l7
1Pd2% 5. 总结 m[A$Sp_"-h 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8[u$CTl7a (E \lLlN 4. 仿真 a7e.Z9k! 以光线追迹对干涉仪的仿真。 (?z"_\^n/ YF13&E2`\ 5. 计算 hJ(S]1B~G 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &DWSu`z z_87;y;= 6. 研究 ksQw|>K 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 z?(QM: D__*?frWpW 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。 fUB+9G(Bx 9S{0vc/2@ 扩展阅读 b+THn'2 `^
uX`M/ 1. 扩展阅读 ;})so 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 A@n//AZM 6"La`}B(T8 开始视频 /XwwB - 光路图介绍 d'b q#r - 参数运行介绍 YJBf~0r - 参数优化介绍 RGLi#:0_.x 其他测量系统示例: 5}`e"X - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) tN&X1 3NgyF[c Ufe@G\uyI QQ:2987619807 Ve4@^Jy;
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