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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) 3g56[;Up? (w+SmD 应用示例简述 nEP3B'+ rWqr-"0S. 1. 系统说明 D51s)? kpy)kS 光源 "HwlN_PA — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) KU Mk:5
c 元件 i5_l//] — 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 h#dfhcU> 探测器 XWX]/j2jA — 干涉条纹 ?%lfbZ 建模/设计 GuaF B[4 — 光线追迹:初始系统概览 IFZw54 — 几何场追迹加(GFT+): b\kA 计算干涉条纹。 .]a`-Ofn 分析对齐误差的影响。 c>! ^\ <]_[o:nOP 2. 系统说明 D{qr N6g# Zlt,Us`
参考光路 jK%Lewq  XeslOsHh 3. 建模/设计结果 e2>AL yigq#h^
P)hGe3 4. 总结 -G'3&L4
D t!u>l 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 kw7E<aF! &m]jYvRc 1. 仿真 $" =3e]< 以光线追迹对干涉仪的仿真。 /%F,
2. 计算 0zsmZ]b5E 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2T@?&N^OD 3. 研究 fQ-IM/z 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 bb+iUV|Do - (q7"h 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 @3U=kO(^+\ CL?=j| Ea
应用示例详细内容 Fiw^twz5 系统参数 SLH;iqPT 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 79k+R9m pX$X8z% 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。 vIZFI 0HQTe>! 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 o{l]n* Cy)QS{YX 2. 说明:光源 /YvwQ 5yj6MaqJ 3{Zd<JYg4- 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 \NKw,`/ 因此,相干长度大于1m YM. 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 HV]u9nrt# 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 dYlVJ_0Zr ,E@}=x9p
FF|M7/[~ 2r]o>X 3. 说明:光源 ~at:\h4: nyOmNvZf 6uk}4bdvq 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 -3m!970 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 vTWm_ed+^ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 -[h|*G.J 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 k@gQY _ 4. 说明:光学元件 2p58_^l m,}GP^<1i u%=2g'+)_ 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 k\g:uIsv$ 位相延迟平板材料为N-BK7。 KYl!Iw67d 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 YTr+"\CkA 透镜材料为N-BK7。 .&8a ;Q?c 其中心厚度与位相平板厚度相等。 _~}2@&*G" k%aJ%( I%B\Wy/j^ 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 N&|,!Cu I\Cg-&e .*J /F$ 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)。 k/BlkjlNE 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 8]bLp aB`jFp- 6. 分光器的设置 1S yG hZ"Sqm] $s 'n]]Wq gg Nvm 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 ;Sp/N4+ 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Az:A,;~+,! 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 +jKu^f6 F6>oGmLy 7. 合束器的设置 VssWtL k]2_vk^ {A)9ePgv! Q5sJ|]Bc 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 y'non0P. 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 g0-rQA n8`WU3& 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Ry? f; s \eRct_ *9EW&Ek 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 \m:('^\6o 应用示例详细内容 >gz8,& 仿真&结果 r@
! _1~pG)y$U 1. 结果:利用光线追迹分析 wti y!
QYdf? 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 `}rk1rl6 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 #wZH.i# Lg|d[*;'7 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 r d)W+W9 9\0$YY% QbY@{"" ` 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 8Dn~U:F/? 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 6qWWfm/6 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 QGE0pWL-a g${k8.TV 3. 对准误差的影响:元件倾斜 p%K(dA qVjMflVoay 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 o/oLL w 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°。 C;.,+(G 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 QZ*gR#K]Sz MIb[}w= 4. 对准误差的影响:元件平移 | IS$Om t+{vbS0 元件移动影响的研究,如球面透镜。 b`F]oQ_* 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。 yhs:.h 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 iq,rS" wN :"(mQ bR8`Y(=F9b 5. 总结 y*p02\) 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1+YqdDqQ %.onO0}) 4. 仿真 \k^ojz J 以光线追迹对干涉仪的仿真。 +(^HL3 ?-)v{4{s 5. 计算 I0!]J{ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !SIk9~rJ sRqecG(n 6. 研究 g(,^';j 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 @PctBS<s vo%"(! 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。 Q|e-)FS) "fW
}6pS 扩展阅读 ?Ygd|a5 w4M;e;8m[U 1. 扩展阅读 3rjKwh7 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 D3%2O`9 JYv<QsD 开始视频 <Y2$'ETD - 光路图介绍 |qz%6w= - 参数运行介绍 beSU[ - 参数优化介绍 Hmnxmgx 其他测量系统示例: *ZxurbX# - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) (.VS&Kv#U Ps{vN
~} J_.cC QQ:2987619807 [m%]C
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