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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) hYpxkco"4'  
;U>nj],uv  
应用示例简述 61Cc? a*_  
[L X/O@  
1. 系统说明 (=uT*Cb  
WYb}SI(E  
 光源 KO=$Hr?f;  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) lv=q( &  
 元件 g;=VuQuP|  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 #WZat ?-N  
 探测器 FWJ**J  
— 干涉条纹 3v\P6  
 建模/设计 "<+~uz  
— 光线追迹:初始系统概览 %d];h  
— 几何场追迹加(GFT+): Z@1kx3Wx$  
 计算干涉条纹。 ('J@GTe@xj  
 分析对齐误差的影响。 AE>W$x8P  
F/ZFO5C%  
2. 系统说明 @Pk<3.S0  
:se$<d%  
参考光路 UH-873AK  
ymxA<bICS8  
3. 建模/设计结果 Fc@R,9  
Y f!Oo  
eMnK@J  
4. 总结 HhQ0>  
;+XrCy!.)L  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Lo'pNJH;$  
zEU[u7%  
1. 仿真 _?H3*!>3  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 SbGdcCB  
2. 计算 T='uqKW\  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 tnobqL'  
3. 研究 =tD*,2]  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 uCr& `  
P 9yMf~  
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。 uKAI->"  
z.8nYL5^}  
应用示例详细内容 WF`%7A39Af  
系统参数 GqxnB k1  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 x3&gB`j-  
" Bx@(  
 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。 fY9+m}$S$  
vQLYWRXiA  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^'E^*R  
fYjmG[4  
2. 说明:光源 y/\b0&  
I9 zs  
'(@q"`n  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 8^}/T#l  
 因此,相干长度大于1m q~ a FV<Q  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 j7Fb4;o{  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 r\Y,*e  
3GF67]  
sMGo1pG(  
7 2JwG7qh  
3. 说明:光源 b_RO%L:"yL  
Q&:)D7m\)S  
:@i+yN cV  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 C33Jzn's  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 _jG|kjFTc  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 */h(4Hz  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
9Of;8R  
4. 说明:光学元件 V8 8u -  
mv99SOe[Fz  
vU,7Y|t`  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 sPi  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 UUDUd a  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 +8zACs{p  
 透镜材料为N-BK7。 P}8hK   
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 >hNSEWMY`  
.)[E`a  
<&b,%O  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 =h4u N,  
+pqbl*W;1  
6"G(Iq'2t3  
 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)。 5 %\K  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 3R< r[3WP  
OU%"dmSDk  
6. 分光器的设置 5 NYS@76o7  
:G 5p`;hGo  
{mD0 ug  
&mN]U<N  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 zgjgEhnvU  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 M _< |n  
 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 P 2_!(FZ<l  
[8za=B/  
7. 合束器的设置 c9[{P~y  
>97YK =  
A[m?^vk q  
sC\?{B0 r  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 |.Vgk8oTl  
 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/P. 4<c7  
_'cB<9P  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 mh"PAp  
#9TL5-1y  
(nLzWvN  
 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)。 S*G^U1Sc+  
应用示例详细内容 x~}&t+FK  
仿真&结果 ^Ak?2,xB#+  
uq]=L  
1. 结果:利用光线追迹分析 k:?)0Uh%^  
W^3 Jg2gE  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 {H,O@  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
/95z1e  
9`92 >  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Wy-_}wqHg  
4Mg%}/cC  
UucX1%  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 vh.8m $,  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 uSXnf  
 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。
*^@b0f~vj  
^/?7hbr  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 Sm {Sq  
U0 -RG  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 5GAW3j{  
 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°。 -l}"DP _  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 1ik.|T<f0  
;rL>{UhG  
4. 对准误差的影响:元件平移 J[l7p6xk  
=k d-rIBc  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 =4+2y '  
 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。 zfDfy!\2_  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 7)D[}UXz  
rhOxy Y0  
Ge=6l0  
5. 总结 &jEw(P&_  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 j8Q_s/n  
6miXaAA8  
4. 仿真 |a])o  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 wG:RvgX}  
5hEA/G  
5. 计算 ? .B t.  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @P0rNO %y  
SD~4CtlfI  
6. 研究 ghW`xm87  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 r-S%gG}~E  
~a  V5  
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。 KgYQxEbIW  
PfYeV/M|  
扩展阅读 q@S \R 7R  
p);[;S  
1. 扩展阅读 HqqMX`Rof  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ;K l'[~z  
yo_zc<  
 开始视频 |4BD  
- 光路图介绍 ShtV2}s|  
- 参数运行介绍 ZX-A}  
- 参数优化介绍 4VF]t X?o  
 其他测量系统示例: cfBl HeYE  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) $bpu  
PU\xFt  
zO9WqP_`iR  
QQ:2987619807
SsMs#C8u%  
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