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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) AAUFX/}8P U0G( 应用示例简述 \tH^w@j47 ]E$h7I 1. 系统说明 *f{\ze@5= bim}{wMb 光源 /@-!JF#g — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Q]wM WV 元件 9}LcJ — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 h3U| ~h 探测器 Y3^UJe7E — 干涉条纹 1S
.~Vh0Q, 建模/设计 LPO:Ka — 光线追迹:初始系统概览 }xXUCU< — 几何场追迹加(GFT+): a~jU~('4}w 计算干涉条纹。 >qkZn7C 分析对齐误差的影响。 FY1
>{Bn AlF"1X02 2. 系统说明 %"kF i %X)w$}WH
参考光路 P]w5`aBM hq[;QF:B 3. 建模/设计结果 SbS*z: }EM vEA
EY'kIVk 4. 总结 WrJgU&H{ {}>s0B 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 W>$2BsO g{0a]'ph 1. 仿真 mN+
w, 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y~vyCU5nWR 2. 计算 Mkc
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lsJl+%&8 3. 研究 (S MnYh4 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 oihn`DY{ !V/Vy/'`* 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 #_oN.1u57 Q>OBK&'
应用示例详细内容 :De@_m 系统参数 ob= ]( 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 BJA&{DMHm va6e]p*Oy 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ^!a4!DGVT ~@Yiwp\" 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Y
1v9sMN, LTsX{z 2. 说明:光源 5D9n>K4| {nQ?+o3 <V?csx/eRd 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 NJ%>|`FEi7 因此,相干长度大于1m mV~aZM0' 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 0<ze'FbV] 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 K;uO<{a)r G#uD CF,O Mk=M)d` r>o#h+'AV 3. 说明:光源 /sU~cn^D5 z?Hi
u6c- N+0[p@0 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Z+8Q{|Ev 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 1:Sq?=& 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 dUvgFOy|P 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 3rdrNc 4. 说明:光学元件 V=
wWY*C `#g62wb,HY q7#4e?1 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Ka4KsJN 位相延迟平板材料为N-BK7。 u)X]]6YJ 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 S1vUP5cZ 透镜材料为N-BK7。 .5_zh;
` 其中心厚度与位相平板厚度相等。 4`X]$. l.>3gjr v.Vdjs 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 U))2?# ]cmq 2%{(BT6 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)。 ;:WM^S 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 t>KvR!+`g $*\GZ$y> 6. 分光器的设置 z JBcz, G~ONHXL L\cbY6b
6&,{"N0T 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 5+Ld1nom 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 r9
5hW 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 [Dq@(Q s' C
CDO8 7. 合束器的设置 0F5QAR
O SuJa?VU1w ~@H9h<T )x<oRHx] 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 `Q1;Y 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。 %E\ pd@ [G<SAWFg7 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ZUd*[\F~! IW>\\&pJ KvvG
H-] 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'h<%[P 应用示例详细内容 O<\h_ 仿真&结果 ^ZD0rp(l b~td^ 1. 结果:利用光线追迹分析 6j6P&[ !h.bD/?K 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 .4%6_`E 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
Ir?ehA +ab#2~,) 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 5T-CAkR{n +eVm+4WK 3bK=Q3N 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 5uAUi=XA>S 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 W5U;{5 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。 f1wwx|b%. V }wh 3. 对准误差的影响:元件倾斜 XJguw/[wm m^%Xl@V:c- 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 /8[T2Z! 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°。 0N`'a?x 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 0 >:RFCo |QO)xEn~ 4. 对准误差的影响:元件平移 y"nL9r.,: 5cZKk/"Ad} 元件移动影响的研究,如球面透镜。 V5up/ 6b,1 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。 3IYbgUG 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 PESJ7/^E :}+m[g F m$;p6&j 5. 总结 ,&aD
U 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 2`cVi"U 'qlWDt/ 4. 仿真 z\6/?5D#v 以光线追迹对干涉仪的仿真。 K/D,sH! gH[lpRu|7 5. 计算 B[{Ie
G' 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 W<OO:B.ty c
6$n: 6. 研究 InfUH8./t 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 JNSH'9!n6 Sp~gY]: 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。 a^MR"i>@G :}[[G2|9 扩展阅读 ~\~XD+jy" %q5iy0~P 1. 扩展阅读 S$%Y{ 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 5:x .< t.]c44RY 开始视频 90]{4 ]y; - 光路图介绍 !|;w(/ - 参数运行介绍 o](nK5? - 参数优化介绍 f')3~)" 其他测量系统示例: *N?y <U - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) &Vi0.o
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