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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) mY9u/;dK J.x>*3<l 应用示例简述 fM]McZ9)D 1r}fnT< 1. 系统说明 "m]"%MU78 t"1'B!4 光源 @]f"X> — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ]?F05!$ * 元件 &?3?8Q\ — 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 ypXKw7f( 探测器 V|NWJ7 — 干涉条纹 z;x`dOP 建模/设计 >Uvtsj# — 光线追迹:初始系统概览 [~)i<V|qJ — 几何场追迹加(GFT+): 3nBbPP_ 计算干涉条纹。 iUh_rX9A" 分析对齐误差的影响。 aDa}@-F&a z)5n&w
S 2. 系统说明 [Dq7mqr$ #&">x7?5
参考光路 jG{}b6  ( DwIAO/S 3. 建模/设计结果 Sm#;fx+ Pi6C1uY6
@u/<^j3Q 4. 总结 *Rshzv[ L{2\NJ"+u 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8aGZ% UI :^kP? 1. 仿真 R_*b<~[/ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ) iy>sa{ 2. 计算 e%G-+6 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ]^gD@]. 3. 研究 p)tac*US 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 h_ ]3L/ 'xb|5_D 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。 lf|e8kU\f ,?B.+4CW\E
应用示例详细内容 lGPC)Hu{` 系统参数 uYL6g:]+ZC 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 2Z@<llsi *cp|lW!ag 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。 `ea$`2 UF<|1;' 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 .mDqZOpf=4 [CPZj*|b 2. 说明:光源 C?rL>_+71 RYE::[O7 |[K7oa~# 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 `P/* x[? 因此,相干长度大于1m QY+#Vp<` 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 g8XGZW! 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 V@>?lv(\ A&9l|b-"
e!4akKw4wD ]nX.zE|F 3. 说明:光源 jLQjv
"rX=G= X3W)c&Pr 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 CPVKz
扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 sx]?^KR: 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 SOK2{xCG 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 ]`.
d%Vx 4. 说明:光学元件 MT6kJDyLu /#:RYM'Tu s=%HT fw 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Z;>~<#!4 位相延迟平板材料为N-BK7。 >^-[Mpa(* 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 ^7"%eWT` 透镜材料为N-BK7。 =fsaJ@q,R 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Ep?a>\ E*w 2yWR awkVjyq X 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 V)@MM2, (VO Ka =k$d8g
ez 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)。 mKsj7 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 }MIH{CMH !r
LHPg 6. 分光器的设置 'nT#3/rL ?1N0+OW O]Kb~jkd g$ 2M|Q 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 &)X<yd0 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 rmabm\QY 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 lwY{rWo KPR{5 7. 合束器的设置 M:I,j vlPE8U= }oN(nPxv9 q~w;C([k_ 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 gMGg9U$@ 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 v
PGuEfz [e}]K: 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 bv+e'$U3 }cPV_^{ >bZ# 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)。 2ga}d5lu 应用示例详细内容 6)3eB{$; 仿真&结果 p|FX_4RjX
k9n 1. 结果:利用光线追迹分析 SW; bE `UI)H*GA8 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 v'>Yc#VJ 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 u!-eP7;7 gU~)(|Nu. 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 V")Q4h{ Ue8D:CM z<fEJN 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Kulg84<AwM 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 d+;wDu 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 7_3O]e[8 sy`s$Ed! 3. 对准误差的影响:元件倾斜 BdKtpje u#,]>; 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 &7W6IM 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°。 "_K 6= 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 j41:]6 .UYpPuAkn 4. 对准误差的影响:元件平移 CIDL{i8 bT8UmR98 元件移动影响的研究,如球面透镜。 vjb?N 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。 cR&xl^BJ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 :kVV.a#g h+W^k+~( d0=nAZZ 5. 总结 "qsNySI 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (J4utw Z +o3g]0 4. 仿真 xS}H483h6W 以光线追迹对干涉仪的仿真。 J50 ~B3bj` asi1c
y\ 5. 计算 )
G{v>Z, 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 RI(uG-Y 9C$!tz>>+i 6. 研究 6a?y$+pr 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 K_5&_P1 duS #&w 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。 yd72y'zi )ziQ=k6d6 扩展阅读 , _$"6 *[H+8/n_ 1. 扩展阅读 F^YIZ,=p! 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 8w&rj- XNUqZ-M: 开始视频 kpH;D=; - 光路图介绍 //Gvk|O1 - 参数运行介绍 g#4gGhI - 参数优化介绍 j0~3[dyqU 其他测量系统示例: `X='g96C1 - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) `0i3"06lr v-3zav f}X8|GlBo QQ:2987619807 ymZ/(:3_
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