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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) ]K%!@O! `QY)!$mUIF 应用示例简述 yF/j Fn iam1V)V 1. 系统说明 G]aOHJ:. -DAlRz#d, 光源 <\S:'g"( — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) HLi%%"' 元件 i{qgn%#}Y — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 )WFr</z5bA 探测器 NyuQMU — 干涉条纹 xe$_aBU 建模/设计 a-J.B.A$Z/ — 光线追迹:初始系统概览 k==h|\| — 几何场追迹加(GFT+): 7IM@i>p% 计算干涉条纹。 AT|3:]3E 分析对齐误差的影响。 HkVB80hv !Xw5<J3L- 2. 系统说明 0Y5_PTWb+Y @=f\<"$vt
参考光路 f`66h M[  ;xn0;V'= 3. 建模/设计结果 p{dj~ &v wwcBsJ1{
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4. 总结 1yY0dOoLG) @9|hMo 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _PR4`C* *DhiN 1. 仿真 |
VDV<g5h 以光线追迹对干涉仪的仿真。 oe~b}: 2. 计算 w@fi{H(R 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ?|Zx!z ($ 3. 研究 cQ_Hp
<D 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 vY`s'%WV ;YL i{ 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。 ~WV"SaA)*U jb!i$/%w
应用示例详细内容 vs{s_T7Mz] 系统参数 '@P^0+B!(. 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 7"D.L-H 3"\l u?-E 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 8DaL,bi*. Od)C&N=y 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^5
Tqy(M d m%8K6| 2. 说明:光源 <1M-Ro?5k ,
++ `=o Kx JqbLUC 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 h@@=M 因此,相干长度大于1m SByW[JE 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 y"wShAR 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 FzC'G57Kl DM>eVS3}
geCM<] FaJ &GOM, 3. 说明:光源 .#pU=v#/[ k|d+#u[Mj@ wLr_-vJ 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 UFuX@Lu0 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 h 9W^[6 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Hj,A5#|=J 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 5`: Yye 4. 说明:光学元件 Pgea NK5Y Q]>.b%s[ N] sAji* 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 I~XSn>-H 位相延迟平板材料为N-BK7。 Z#\P&\`1z 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 q'82qY 透镜材料为N-BK7。 -3Vx76Y 其中心厚度与位相平板厚度相等。 M =r)I~ s->^=dy }vM("v|M 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 J/*`7Pd IO-Ow! }`~+]9< 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 sON|w86B 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 d>C$+v> %bfQ$a: 6. 分光器的设置 ~Jz6O U*z 8-77d^cprR HA>OkA/ _a T5jR= 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 :6\qpex 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 {{p7 3
'u 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 *!7O~yQ ~R92cH>L 7. 合束器的设置 dlTt_. \P`hq^; A~t
j/yq9 Z?m3~L9L2 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 6 ~w@PRy 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 WI-1)1t %8~NqS|= 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 r<^HmpUJ ;;N9>M?b NHZz _a= 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ikiypWq 应用示例详细内容 %OOl'o"V{s 仿真&结果 _zi| wDe& 1(T^ 1. 结果:利用光线追迹分析 pg)WKbV :X
(=z;B;N 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ;@|n @ax 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 kL"2=7m; I4i>+:_J 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 j+
0I-p o:Sa,
!DK %M|hA#04vZ 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 -C?ZB}` 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ?+}_1x` 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 YglmX"fLf 2!=f hN 3. 对准误差的影响:元件倾斜 O[JL+g4
l]l'4@1 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 QE`bSI 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 .jWC$SVR 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 n]o<S+z L>4"( 4. 对准误差的影响:元件平移 68WO~* 8NAON5.! 元件移动影响的研究,如球面透镜。 sN01rtB(UT 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。 ;u46Z 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 K^<BW(s 0{}8( PP33i@G 5. 总结 R)s:rJQ=p 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jkF^-Up. SbrecZ 4. 仿真 Ls+2Zbh 以光线追迹对干涉仪的仿真。 "n5N[1bk dn$!& 5. 计算 Gm^U;u}=f 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 N)\. [v 6)
[H?Q 6. 研究 N]=q|D 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 y(yHt=r v\%HPMlh 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 . ~~T\rmI 1JG'%8}#8 扩展阅读 ['tY4$L( uGK.\PB$ 1. 扩展阅读 y'nK>)WG4 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 `%"\@< j@3Q;F0ba 开始视频 X[BIA+6 - 光路图介绍 TpwkD_fg - 参数运行介绍 czgO ;3-C - 参数优化介绍 6wjw ^m0 其他测量系统示例: 3<f}nfB%r? - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 2*l/3VW h_3E)jc U,{eHe ?>T QQ:2987619807 &d?CCb$|0Y
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