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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) 7#)k-S!B ;W{z"L;nX 应用示例简述 @JSWqi> T.#_v#oM 1. 系统说明 ?,VpZ%Df2 _&=`vv' 光源 ]{tWfv|Xg8 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) bm;iX*~ 元件
7T[L5-g — 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 jZIT[HM 探测器 `)O9
'568 — 干涉条纹 @6ckB ( 建模/设计 ~T}D#} — 光线追迹:初始系统概览 TY]0aw2]|7 — 几何场追迹加(GFT+): \B')2phE 计算干涉条纹。 ?Z|y-4 &> 分析对齐误差的影响。 m !:F/?B 9?Bh8%$ 2. 系统说明 UW":&`i (B` NnL$
参考光路 D?ic~-& 7UBW3{d/u5 3. 建模/设计结果 zDYJe_m ~ `_yksh3zL4
lsV>sW4]Z 4. 总结 2\{/|\ O4-#)#-)S~ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 di_N}x* x6>WvFZ 1. 仿真 T \34<+n1N 以光线追迹对干涉仪的仿真。 tLJ 7tnB 2. 计算 Fz8& Jn! 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 jGLmgJG-P 3. 研究 ->|eMV'd 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 8k{XUn Q-,
4 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。 o< b nILUo2e~
应用示例详细内容 R?:K\ 系统参数 :V8oWMY 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 v*excl~ >a@1y8B 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。 )cN=/i iMVQt1/ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 s,J\nbj0h tklS=R^Vn 2. 说明:光源 f:q2JgX d;%~\+)x4 5UL5C:3R9 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Xj?LU7 因此,相干长度大于1m L_Z`UhD3{ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 =]Y'xzJuu 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 R
"W=V Pd:tRY+t/ s/?(G L+Ae I-s$U T[p 3. 说明:光源 Mn\L55?E( }8.$)&O$^ ">|L< 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 '&/Y}] 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 C1HNcfa7 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ~O;?;@ 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 \XY2s&" 4. 说明:光学元件 p<a~L~xH6 ku v< Y0'~u+KS`5 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 NnZ_x>R 位相延迟平板材料为N-BK7。 1
xr mmK 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 D5T0o"A 透镜材料为N-BK7。 7Il
/+l( 其中心厚度与位相平板厚度相等。 arPqVMVr [:Odb?+ `F ]N'4q}<5o 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 wW/wvC- 1p>&j%dk mnMY)-6C 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 LrfyH"#!: 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 )N
^g0L 4p u>f. 6. 分光器的设置 vP<8,XG h1_KZ[X () HIcu*i \ U`rF 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 Cvs4dd%)i 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 9T;l* 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 yw?UA M\9p-%"L 7. 合束器的设置 A^7Y% b|h`v rFv=j:8 DOo34l6# 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 zI>,A|yy 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 i*vf(0G v/Ei0}e6~ 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 tdRnRoB dJg72?"ka 9s6d+HhM 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 |
\JB/x 应用示例详细内容 G5 x%:,n 仿真&结果 XAr YmO 0jwex 1. 结果:利用光线追迹分析 t5za$kW'& ~|)'vK8W 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 +l$BUX 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 |a {*r. A=k{Rl{LA 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ?G!DYUK :-.bXOB( {#1}YGpiVM 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *XlnEHv 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 n.xW"omN 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 ygp NMq#?X tm}0kWx 3. 对准误差的影响:元件倾斜 -z4pI= rOy-6og 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 d1>Nn!m 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 /e}NZo{)g 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 o;@T6-VH :>g*!hpb 4. 对准误差的影响:元件平移 f?A*g$v "h}miVArS 元件移动影响的研究,如球面透镜。 {)0"?$C_H 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。 j!P]xl0vOZ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 /g!', r,
EWg\\90 (a i&v 5. 总结 M1T)e9k=x 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 *G#W],~0 ZK@ENfG 4. 仿真 h~
=UFE%' 以光线追迹对干涉仪的仿真。 h>+,ba"D Ytnk^/Z1L 5. 计算 |^i+Srh 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 y++[:M Og`w ~!\ 6. 研究 7x^P 74 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移
um[nz N?h=Zl| 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。 :)\< k/yoRv% 扩展阅读 m. G}#/ xCMcS~
3/ 1. 扩展阅读 {?
jr 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ^MGgFS]G gI
qYIt 开始视频 nDSmr - 光路图介绍 )FkJ=P0 - 参数运行介绍 .ns1;8 - 参数优化介绍 c6;tbL 其他测量系统示例: XOzd{ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) :U>o; kmm1b ( lmZSsx QQ:2987619807 #AzZ4<;7
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