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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) cXN _*% qzK("d 应用示例简述 iq6a|XGi 9cd 8=][ 1. 系统说明 e7xj_QH ni6r{eSQ 光源 0@)%h&mD — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) F>+2DlA`<e 元件 gWrAUPS[ — 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 @T&t.|` 探测器 iePf ]O* — 干涉条纹 s&'BM~WI 建模/设计 \k@Z7+&7 — 光线追迹:初始系统概览 ->E=&X — 几何场追迹加(GFT+): @(:v_l 计算干涉条纹。 )ofm_R'q* 分析对齐误差的影响。 pm USF #u `qiQ$kz 2. 系统说明 #SkX@sl@ 9vI]LfP
参考光路 0mexF@  #Qbl=o4 3. 建模/设计结果 k\N4@UK E'c%d[:H,
N[Sb#w`[/ 4. 总结 4tXSYHd3 [pgZbOIN37 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [VSU"AJY R Fko>d 1. 仿真 _+w/
pS`M 以光线追迹对干涉仪的仿真。 7Kf}O6nE 2. 计算 cDV^8 R 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 /#S>sOg2xq 3. 研究 8o-bd_ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 E\{< ;S N4UM82N 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。 $-vo}k%M eW8[I'v_&
应用示例详细内容 |n6Eg9 系统参数 /_\W+^fE 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 N/~N7MwJj ^Jx$t/t 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。 Ec]|p6a3 onte&Ed\ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 D>sYPrf RuAlB* 2. 说明:光源 .ve *Vp zAScRg$:? !.Zt[ g} 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 -5>NE35Cto 因此,相干长度大于1m l1+[ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 G&9#*<F$c 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 \ijMw ?o[L7JI
%_gho BC/_:n8O 3. 说明:光源 p!W[X%`) .~klG&>aV 5/I_w0 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ,&]MOe4@> 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 SR7j\1a/2A 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 RKTb'3H 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 ;IZ?19Q 4. 说明:光学元件 <{ru|-9 c^.l2Q! ;")A{tX2 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 g+[kde;(^ 位相延迟平板材料为N-BK7。 py<_HyJ 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 5lmO:G1 透镜材料为N-BK7。 ``QHG&$/ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 3$p#;a:=n (ku5WWJ ,x_Z JL 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ;b%{ilx: XutF"9u JMyTwj[7 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)。 RtV.d\ 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 %XRN]tsu H;KDZO9W 6. 分光器的设置 "mIgs9l$ R>)MiHcCg hWEnn=BW @}LZ! y 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 %|"Qi]c d 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 1B:aC|B 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 pP/@ &Cro2|KZhG 7. 合束器的设置 2(#Ks's? >bm|%Ou" @h9MxCE! j,
u#K)7{T 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 *^XbDg9 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。 /Jlv"R1, 'jaoO9KY
K 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Ex(3D[WmMW ?&c:q3_-Z \2!!L=&4G 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)。 `~F5wh~ 应用示例详细内容 f}fsoDoQ= 仿真&结果 D-ADv3E, vzR=>0# 1. 结果:利用光线追迹分析 Nw<P
bklz Dgi~rr1`'s 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Zz"}Cz:bX 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 \C|cp|A*& #Ob]]!y 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 8k!6b\Imz Wk7WK` >i (Wj2?k/] 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 9K"JYJ
q2 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 n9UKcN- 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。 v.g"{us v[ ,Src 3. 对准误差的影响:元件倾斜 X;GfPw.m i@$*Csj\9* 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 \U @3` 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 %u!XzdG 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 "QY1.:o<( >mm'-P 4. 对准误差的影响:元件平移 zK5bO=0j b`~wGe 元件移动影响的研究,如球面透镜。 \ V%_hl 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 8tc*.H{^+ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 /L~m#HxWU 4ke^*g
K< n Wgv~{,x 5. 总结 ;#QhQx 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 zVaCXNcbo RUXCq`)"< 4. 仿真 T@48 qg 以光线追迹对干涉仪的仿真。 SI-X[xf tYe:z:7l?< 5. 计算 %}qbkkZ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8Qrpa o +;gsRhWk 6. 研究 @.9I3E-= 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 IgX4.]W5 -
q@69q 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 q-&P=Yk Fdt}..H% 扩展阅读 ImkrV{,e j%tEZ"H 1. 扩展阅读 "JhimgwvY 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 {B{i(6C( 5Pke8K 开始视频 l4T:d^Eb - 光路图介绍 Cvn$]bt/s - 参数运行介绍 7
.+al)hl - 参数优化介绍 xFb3O|TC 其他测量系统示例: [.cq{6- - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) |*\C{b ElR)Gd_ 8 =ApY9` QQ:2987619807 `,#!C`E 9
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