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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) :FTMmW,>' gY8>6'~mS 应用示例简述 aiu5}%U E`uY1B[c 1. 系统说明 +P`*kj-P\ pxh"B\"4* 光源 J:zU,IIJ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) [S>2ASj 元件 _zwG\I|Q — 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 *5^Q7`` 探测器 DRi<6Ob — 干涉条纹 -3=#u_ 建模/设计 D,k"PaLP — 光线追迹:初始系统概览 !*%WuyCgr4 — 几何场追迹加(GFT+): 8Hn|cf0 计算干涉条纹。 j4uvS! 分析对齐误差的影响。 ?}U(3 io{@^1ab 2. 系统说明 c5D) V13N}]
参考光路 Pf\D-1gi  ]X ?7ZI^ 3. 建模/设计结果 jGpN,/VQa Z*= $8e@
a+Kj1ix 4. 总结 zZ` _D|<m V^Q#:@0 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 'g
m0) r "C{}Z 1. 仿真 0,89H4 以光线追迹对干涉仪的仿真。 [Q/TlO t5 2. 计算 HV{wI1 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 h1B16) 3. 研究 AN/;)wc 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 *&^:T~|=! [nrYpb4 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 zU
gE~ UVd 7 JGR
应用示例详细内容 Z:sg} 系统参数 1]@}|
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 n O\"HLM %R}.#,Suo 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ECrex>zr% b2OQtSr a 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 7G}2,ueI ~l]ve,W[ 2. 说明:光源 mR?5G:W~R %)/P^9I6 Pa
V@aM~3 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 sP;nGQ.eN 因此,相干长度大于1m OHb[qX\ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 8TLgNQP 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 Af'" 6BS 1+jAz`nA:T
Of[XKFn_ 3c]b)n~Y 3. 说明:光源 ]%wVHC `Nb[G)Xh 7 /VK##z 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ToXki, 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ,D]QxbwZ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 )ttUWy$w 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 UBaAx21x 4. 说明:光学元件 B&[M7i }%'?p<^M P3)Nl^/ 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 iS
WU'K 位相延迟平板材料为N-BK7。 #><.oreXq 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 :UF%K>k2 透镜材料为N-BK7。 QgU8s'e 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Y&d00 jv%kOovj V )x$|!( 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 rvbLyv;~ vY${;#~| vd
0ljA 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)。 .<x&IJ / 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 r&R B9S@*h Y2ZT.l 6. 分光器的设置 pb
~uE }L+L"l& m'6&9Jak
-QM:
q 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 K;>9ZZtl 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 kb{]>3Y" 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 im9G,e 5_I->-< 7. 合束器的设置 ;t<QTGJ gQxbi1!;9 [E!oQVY ![YX]+jqNp 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 5NS[dQG5 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。 K?B{rE Lp RrX[|GLSJ 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 a(kg/s Pe3@d|-,MU x(etb<!jd 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)。 )Dw,q~xgg0 应用示例详细内容 e vrXo"3 仿真&结果 hxVKV?Fl ,2j&ko1 1. 结果:利用光线追迹分析 Kwefs;<E? Rot@x r7Hc 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 >}`:Ac 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 bJRN;g -(bXSBs# 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 < Z{HX[y \6E|pbJ}x uC+V6; 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 v(B<Nb 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 +BVym~*^ 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。 cC=[Saatsf A+SE91m 3. 对准误差的影响:元件倾斜 }.3nthgz tZ=E')!\ 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 96 q_K84K 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°。 {1V($aBl 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ?t/~lv !c}O5TI|# 4. 对准误差的影响:元件平移 e,F1Xi#d Q1O}ly}JS 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ,k{#S?:b 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。 @.b+av4J 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 9N9L}k b !>{G,\^=pT rR9|6l
3 5. 总结 pP*zq"o 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 L\)ZC Kqp(%8mf 4. 仿真 i@P)a'W_ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ]+|~cRQ9I ,TXTS*V? 5. 计算 .z)%)PVV 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lG4H:[5V &u /Nf&A 6. 研究 ?]Pmxp
H} 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 jNLw= xIxn"^' 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。 FME3sa$ _A+s)]} 扩展阅读 Wc,~ { 4]h
=yc R 1. 扩展阅读 _d"b;4l 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 )-0kb~;| :n0vQ5a 开始视频 9Wnn'T@Tl - 光路图介绍 b%<9Sn
- 参数运行介绍 LV\DBDM - 参数优化介绍 ue4Vcf 其他测量系统示例: 2_n7=& - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) \@8+U;d _CW(PsfY :bz}c48% QQ:2987619807 S{;sUGcu
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