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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) \CB^9-V3 `3TR`,= 应用示例简述 ,Py\Cp=Dw H2X_WSwm 1. 系统说明 [2:d@=%. -[mmT'sS 光源 G[64qhTC — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) {FJMcO= 元件 LjKxznn o — 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 Fh~9(Y# 探测器 ^ u$gO3D — 干涉条纹 #MC#K{Xd 建模/设计 &3vm
@ — 光线追迹:初始系统概览 GM|&,} — 几何场追迹加(GFT+): ak 7% 计算干涉条纹。 K1
f1T 分析对齐误差的影响。 vo/x`F'ib LkbD='\= 2. 系统说明 CL<-3y* +y|
B"}x
参考光路 8mX!mYO3c  |d0X1( 3. 建模/设计结果 Z$z-Hx@% P~7(x7/7~
RDps{),E;d 4. 总结 1P)K@j u#6s^
)W 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^B"LT>.[ N"9^A^w8k 1. 仿真 ydWr&E5 以光线追迹对干涉仪的仿真。 yQJ0",w3o. 2. 计算
?K-4T 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :3F[!y3b 3. 研究 ~/^fdGr 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ]&D dy&V CvIuH=, 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。 =
MByD&o` 2)EqqX[D
应用示例详细内容 WUS%4LL( 系统参数 <Zva 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 m%9Yo%l~ p39$V[*g( 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。 NSVE3 %
J\G[dl 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 G[}v?RLI gX" 2. 说明:光源 $H*8H` Sr+hB>{ 8kK L= 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 p,=IL_ 因此,相干长度大于1m =2q#- ,t 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 [C!*7h 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 )[eTZg 4{>r_^8
zE;|MU@| 5$i(f8* 3. 说明:光源 (o{Y;E@/y Az8b_:= E2|M#Y 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 G!%m~+", 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 KXZG42w 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 G/
si( LK 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 Ztk%uc8_lM 4. 说明:光学元件 Zl[EpXlZ 5VE=Oo#& `;Ui6{| 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 '*[7O2\%/ 位相延迟平板材料为N-BK7。 6Takx%U 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 <Z[Z&^ 透镜材料为N-BK7。 \[!{tbK`2 其中心厚度与位相平板厚度相等。 vJr,lBHEk ;0Uat e O~p"d-| 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 pPxgjX R;,5LS&*a {pQ8/Af! 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)。 3N]ushMO 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 ,&Zp^ 6r^ZMW 6. 分光器的设置 krGIE}5 CUB;0J( ?i_2ueVR %#fjtbeB 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 +% <kcc3 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 LQqba4$ 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 Jj%xLv% l`75BR 7. 合束器的设置 &n]v rhYAR r' f7zB_hVDmE /0`Eux\ 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 W rT_7 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。 @@a#DjE%/ ?gu!P:lZS 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 fx:vhEX ?AO=)XV2 2./z6jXW_ 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)。 5T"h7^}e 应用示例详细内容 +U'n|>t9 仿真&结果 .: wg@Z {y|.y~vW 1. 结果:利用光线追迹分析 gjiS+N[ , iEGf-!k 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 !#1UTa 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 * W"Pv,: hQ)?LPUB 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 fyZtwl@6w# $Q|6W &?[; 3]NKAPY 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 :3se/4y} 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 6QHUBm2 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 #cikpHLXG .K_50%s 3. 对准误差的影响:元件倾斜 nbw8YO(= [ P*L`F 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 >0 := <RW 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 7wrRIeES 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 @Rd`/S@ #VZ-gy4$\B 4. 对准误差的影响:元件平移 7 }t=Lx( X#W6;?Z\ 元件移动影响的研究,如球面透镜。 (-o}'l'mo 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。 5n::]Q%=D 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 pm}_\_ [8b{Ybaz %@I= $8j 5. 总结 ^MWp{E 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p%Ns
f[1> 7&dF=/:X@ 4. 仿真 T[ zEAj 以光线追迹对干涉仪的仿真。 4{$ L]toP #E/|WT 5. 计算 <UW-fI)X 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ?;rRR48T9E uY&t9L8 6. 研究 w\JTMS$ 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 4E$6&,\
s_!F`[ 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。 @Y%i`}T%( _k)EqPYu@ 扩展阅读 :dlG:=.W I_`$$-| 1. 扩展阅读 ;0dl 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 $3Sm? 9 b&HqkXX 开始视频 aqP"Y9l - 光路图介绍 . N5$s2t - 参数运行介绍 ad<ZdO*h - 参数优化介绍 ocj^mxh=O 其他测量系统示例: M r~IVmtf - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 1:Raa 5 K
&G 2 o5u02x QQ:2987619807 xc?=fv
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