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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) 'xsbm^n6a& D7M0NEY 应用示例简述 ,7t3>9-M" T7^ulG1' 1. 系统说明 1Jl{1;c qP qy4V.; 光源 ~c!Rx' — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ;v%Q8 元件 ^g70AqUc — 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 wInY7uBd! 探测器 Zo'/^S — 干涉条纹 m;1'u;
建模/设计 lD9%xCo9( — 光线追迹:初始系统概览 - J{Dxz — 几何场追迹加(GFT+): pn|p(6 计算干涉条纹。 4 |FRg 分析对齐误差的影响。 v'h3CaA9j DakLD~H; 2. 系统说明 N?\bBt@ (%6(5,
参考光路 #"hJpyW 4V  O>nK,. 3. 建模/设计结果 lj4%(rB= *Yj~]E0`1
nt drXg 4. 总结 Xg,0 /P~ W]Y@WKeT 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (W7;}g ysh 3fm;r5 1. 仿真 R:]/{b4Uq 以光线追迹对干涉仪的仿真。 &t~zD4u B 2. 计算 $*YC7f 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 O~$ {&( 3. 研究 lr-12-D%- 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 TNyK@~#m g8LT7 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。 &/sGh0 c"sj)-_
应用示例详细内容 fEHh]%GT` 系统参数 olYPlHF 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 +8Of-ZUx )?F$-~7 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。
o G(0i wCV>F- 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 jK\V|5k 17WNJ 2. 说明:光源 E}]I%fi I~d#p ]> "L9C 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 xN e_qO 因此,相干长度大于1m hq5NQi`
% 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 zY]Bu-S3 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 0\?_lT2 <^CYxy
mY$nI -P }%-UL{3% 3. 说明:光源 ]]\)=F`n77 f%bc64N( fKPiRlLS 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 !T<z'zZU 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 x?%rx}h 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 pi^^L@@d 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 IW5*9)N? 4. 说明:光学元件 `V]egdO @/CRIei fQ=&@ >e 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 XD;15a 位相延迟平板材料为N-BK7。 KU1+<OCh 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 zkjPLeX 透镜材料为N-BK7。 a9yIV5_N 其中心厚度与位相平板厚度相等。 >{O[t2& 6'RZ o>xxmyW| 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 mA&RN"+V Y&?|k'7 mr:kn0 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)。 D}zOuB,S 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 GOv92$e ddUjs8VvJ 6. 分光器的设置 pieU|?fQ ke3HK9P; =q_&*' n.2E8m/ 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 iYO
wB'z 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 3R)cbwL 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 a<OCO0irJ N oX_? 7. 合束器的设置 @D.R0uM v YRt2({}Z Rz<d%C;R ATYQ6E[{MV 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 D%c7JK 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 5]4<!m <.PPs:{8# 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 7h9 fQ&y 09}f\/ l|@/?GaH 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 K#9(|2J% 应用示例详细内容 l}2%?d 仿真&结果 Ft%TnEp }S~ysQwT 1. 结果:利用光线追迹分析 3bg4# c 'k-u9 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 !wLH&X$XT 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ;
McIxvj <?q&PCAn^ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 nZ`2Z7! LyJTK1]# 9A/Kn]s(jj 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 #a7Amh\nT 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Z ]7;u>2 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。 lRF_ k -!C
Y,'3 3. 对准误差的影响:元件倾斜 w-0O j #lBpln9 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。
:f?,]|]+- 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°。 1K?
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J2 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 .T#y N\S1 X%4uShM 4. 对准误差的影响:元件平移 j,|1y5f in=k:j,U0 元件移动影响的研究,如球面透镜。 "W_jdE6v 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。 .WL\:{G8; 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 eB<V%,%N# BDRYip[Sa |g?/~%7 5. 总结 VQNYQqu`[ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +2;#9aa
I $+lz<~R 4. 仿真 L6[rvM|9_ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 hVT=j ?~
:kp 5. 计算 \4\\575zp' 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 E+^} B/"
DmXDg7y7s 6. 研究 +c]N]?k& 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 BqLtTo ?' 8CnI%_Su 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ZyS;+" ~x0-iBF 扩展阅读 \c9t]py<.h pE(<XD3Q 1. 扩展阅读 I7q?V1fu4 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 p(x1D]#Z[ &-8-xw#. 开始视频 RK~FT/ - 光路图介绍 r.a9W?(E - 参数运行介绍 0'q(XB`i= - 参数优化介绍 _} X`t8L h 其他测量系统示例:
_A)_K;cz - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) I(?|Ox9"? XC$+ `? '.h/Y/oz QQ:2987619807 5QL9w3L
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