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infotek 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) V-}}?c1 F  
GM0Q@`d  
应用示例简述 -1,0hmn=+  
OIL8'xY.w  
1. 系统说明 <- !1`@l>  
4lB??`UN  
 光源 bO2?DszT5  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) WN+i3hC  
 元件 N o6!gZ1  
— 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 nFNRiDx  
 探测器 )^ Y+Vn  
— 干涉条纹 bsF_.S*k@  
 建模/设计 (tX3?[ii  
— 光线追迹:初始系统概览 Fs(PVN  
— 几何场追迹加(GFT+): Sy|GM~  
 计算干涉条纹。 WJOoDS!i  
 分析对齐误差的影响。 QM F   
GYx0U8MJ[e  
2. 系统说明 GYfOwV!zB  
]alc%(=  
参考光路 *z?Uh$I4  
w!7ApEH1  
3. 建模/设计结果 cdt9hH`Cd  
Bi:lC5d5?  
 /ooGyF  
4. 总结 yx5e  
::oFL#+  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %hsCB .r>|  
x3=1/#9  
1. 仿真 d fj23+  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 YpDJ(61+  
2. 计算 '\I(n|\  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 {h@\C|nF  
3. 研究 P9bM+@5e  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 y4Jc|)  
:3n@].  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 v.Ba  
{*7MT}{(  
应用示例详细内容 Q v9q~l  
系统参数  ma~#E$i&  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 X ."z+-eh  
'w+]kt-  
 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。 ^)Hf%  
Y[6T7eZ0g  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 s1D<R,J|H  
etr-\Cp  
2. 说明:光源 ep"[; $Eb  
4k;FZo]S  
y&zFS4"x  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 5l6/5  
 因此,相干长度大于1m pbzFzLal  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 `I5^zi8  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 }csA|cC  
}=^ ,c  
lGd'_~'=  
7AV{ h[J  
3. 说明:光源 <k:I2LF_  
~=|}!A(  
Tc6cBe,  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 @V%\Gspv  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 UCLM*`M  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Hb=#`  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
}%_|k^t  
4. 说明:光学元件 NKO"'   
P}@AH02  
X.fVbePxUU  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 V.GM$  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 TpKAdrY  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 rOSov"7  
 透镜材料为N-BK7。 Y!<m8\  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 KZppQ0  
DKIH{:L7  
u\*9\ G  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 E3uu vQ#|  
l00i2w  
cc[(w #K  
 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)。 Pd91<L  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 g3tE.!a5-  
G^c,i5}w  
6. 分光器的设置 g&$=Y7G  
yLa@27T\A  
9-42A7g^C  
,;g%/6X  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 T2e-RR  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 (T%F^s5D  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 KL&/Yt   
s@\3|e5g  
7. 合束器的设置 0?7yM:!l  
-n _Y.~  
Fw<"]*iu  
NL9.J @"b  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 uavATnGO{B  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。  +A3/^C0  
B7 %,D}  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 8}'iEj^e  
"DW~E\Y  
ea 3w  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 P#O" {+`  
应用示例详细内容 <o(;~  
仿真&结果 6FB 0g8  
FZ- Wgh 0z  
1. 结果:利用光线追迹分析 qed_PsI  
a~_ 9BM41T  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 `d_T3^ayu  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
ytcLx77`:  
,&o9\|ih7]  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 #/G!nN #  
iXWHI3  
g257jarkMF  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 |J&\/8Q  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 SyL"Bmi  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
9)!Ks g(h  
bQaRl=:[:  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 6r~9$IM  
;As~TGiT  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 .eJKIck  
 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°。 TK5$-6k  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }i+C)VUX   
QV[&2&&^<<  
4. 对准误差的影响:元件平移 FWW4n_74  
ufL,K q4  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 }9@rhW  
 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。 DI0& _,  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 {\$S585  
?'V78N sA  
A;U c&G  
5. 总结 voZaJ2ho/O  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 e@hPb$7  
2zj` H9  
4. 仿真 Hca(2 ]T-  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 e#}t am  
"@x( 2(Y&  
5. 计算 Zr}>>aIJ]k  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 i@/%E~W  
?wtKi#k'v#  
6. 研究 ]y OM  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 m-{DhJV  
\KV.lG!  
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。 {V[xBL <  
B;bP~e>W  
扩展阅读  U#f*  
ir^d7CV,   
1. 扩展阅读 P}6#s'07~  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 k7Nx#%xx  
M.g2y&8  
 开始视频 4f j}d.?  
- 光路图介绍 H [+'>Id:  
- 参数运行介绍 J.~@j;[2  
- 参数优化介绍 ` k] TOc  
 其他测量系统示例: VmQ^F| {  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) b8a (.}8*  
U'jmgHq  
6F^/k,(k4  
QQ:2987619807
rT="ciQ  
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