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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) ; 2V$`k  
P7bb2"_9  
应用示例简述 6d/v%-3  
41+WIa L  
1. 系统说明 }oSgx  
g&EK^q  
 光源 @)[8m8paV  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Q{'4,J-w  
 元件 ~%M*@ fm  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 g"Ueo'd*  
 探测器 W ;+()vC  
— 干涉条纹 o:3(J}  
 建模/设计 Hy,""Py  
— 光线追迹:初始系统概览 vZ57 S13  
— 几何场追迹加(GFT+): JhTr{8{  
 计算干涉条纹。 Fo;:GX,b  
 分析对齐误差的影响。 k\j_hu  
'wMvO{}$  
2. 系统说明 g.%} +5  
T{`VUS/  
参考光路 e"bzZ!c&~V  
7I&o  
3. 建模/设计结果 N81M9#,["~  
y0&vsoT  
=2QP7W3mg<  
4. 总结 ;bg]H >$U7  
mXS]SE  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p9u'nDi  
7[mfI?*m  
1. 仿真 XOI"BLd  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 U:3O E97  
2. 计算 ^?sP[;8S!  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Gr/}&+S  
3. 研究 `zw%  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 p8@&(+z  
EStui>ho  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 6<QC|>p  
B9$f y).Gp  
应用示例详细内容 xfI0P0+  
系统参数 chKEGosbF  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 |mRlP5  
AJ& j|/  
 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。 f8N* [by  
Jp}\@T.  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 JR15y3 F  
L]!![v.VY  
2. 说明:光源 ~OR^  
l:JVt`A4?  
v7KBYN  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 + WMXd.iN,  
 因此,相干长度大于1m {I $iD  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 .|hsn6i/-  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 } S]!W\a  
sP2Uj  
}79jyS-e  
iDl#foXa`  
3. 说明:光源 b)e;Q5Z(.  
L97 ~ma  
D& o\q68W  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 \#VWZ\M8a  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Z}\,rex  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 \9` ~9#P  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
Y*\h?p[,  
4. 说明:光学元件 #Y=b7|l  
DC1.f(cdR  
3BD&;.<r  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 "U eq  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 6k>5+-&_  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 N"G\ H<n  
 透镜材料为N-BK7。 6D2ot&5WW  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 !m9hL>5vR  
(hZNWQ0  
qpCaW0]7  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 a)=|{QR>W  
m;{HlDez  
:A @f[Y'9  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 N wNxO  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 -=gI_wLbM  
*n&Sd~Mg  
6. 分光器的设置 phf{b+'#X  
\mJR^t  
Qb>("j~Z  
ED79a:  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 b1i~F45h  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 <\Y(+?+uZ  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器  1hi, &h  
d-e/0F!  
7. 合束器的设置 H' /V<%  
[f  lK  
=>3,]hnep  
C R?}*  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 wXqwb|2  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 Vjt7X"_/  
xZ`vcS(  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 " j?xgV  
2}/r>]9^-  
>#;;g2UV  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 c!wRq4  
应用示例详细内容 C(B"@   
仿真&结果 VBDb K|  
sn^ 3xAF  
1. 结果:利用光线追迹分析 DBcR1c&<H  
c U(z5th  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 dz/fSA  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
>yT1oD0+x  
SnXM`v,  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Gsy>"T{CY  
SIR2 Kc0  
Ax~ i`  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 z(^dwMw}  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Y:m8UnT  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
SC2LY  
Viw,YkC  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 >!" Sr3,L  
Op~:z<z  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 N2[jBy8M  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 c?c\6*O  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 e@Ev']  
eX"Ecl{  
4. 对准误差的影响:元件平移 V?x&\<;,  
<[}zw!z  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 4h--x~ @  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 2|RoN)%  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 *& );-r`.  
5MCgmF*Y2  
uTrzC+\aU  
5. 总结 *9=}f;~  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 <im}R9eJ1  
7zE1>.  
4. 仿真 /@&o%I3h  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,H/O"%OJ  
GtIAsC03  
5. 计算 z~p!7q&g  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 m3P7*S5NJ7  
M3]eqxLC  
6. 研究 w?nSQBz$  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 hH;i_("i(h  
Xf7]+  
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。 Bt$,=k  
`VGw5o  
扩展阅读 BLqK5~  
iRG6Cw2  
1. 扩展阅读 d*k5h<jM  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 >< S2o%u~  
y,n.(?!*  
 开始视频 y ,`0f|  
- 光路图介绍 ks%;_~b  
- 参数运行介绍 $;=?[Cn  
- 参数优化介绍 "ixea- 2  
 其他测量系统示例: Zn)o@'{}{  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 0 .T5% _ /  
LqJV  
j%]sym  
QQ:2987619807
wEI? 9  
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