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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) 8n)3'ok )Aa
h 应用示例简述 dW>$C_`? ,Taq~ 1. 系统说明 QF`o%mI i$W=5B>SO 光源 M-+=t8 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Z:s:NvFX 元件 H?<ceK'e — 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 0}y-DCuQ 探测器 )MJy — 干涉条纹 04cNi~@m 建模/设计 S k&l8" — 光线追迹:初始系统概览 dX:#KdK — 几何场追迹加(GFT+): [xsiSt?6 计算干涉条纹。 +zn207.` 分析对齐误差的影响。 `h|>;u P _3U4J 2. 系统说明 n^Sc*7 ;Q} H'Wg,
参考光路 jW!)5(B[A  O:3DIT1#> 3. 建模/设计结果 bB|P`lL |;6l1]hk6
bkfk9P 4. 总结 =c(3EI'w GcYT<pwN6 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 y?s8UEC M~&X?/8 1. 仿真 }8cX0mZ1j 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Co#_Cyxg=9 2. 计算 *X4$'LSx1 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 z7P]g
C$\ 3. 研究 wk"zpI7L 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 N$SJK pe1 _E
KU 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 N>}2&'I h*GU7<F:a
应用示例详细内容 +w
pe<T 系统参数 {Qla4U 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 9&`ejeD H\Jpw 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 pD>^Dfd -'OO6mU 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `i)&nW)R (\6R"2 2. 说明:光源 axW4cS ? Q5s?/r SAEV " 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 aab?hR 因此,相干长度大于1m =':,oz^| 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 @GiR~bKZ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 !F|iL ;|Ja|@82
t!Uc,mEV] KQ x<{-G6 3. 说明:光源 %Jpb&CEY cs%NsnZ CXsi 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 UT9=S21 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 69v[*InSd 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 plY`lqm 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 2F[;Z*& 4. 说明:光学元件 YTco;5/ U "qO&;m jnoFNIW 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 LEJ7. 82 位相延迟平板材料为N-BK7。 ,Wp0,>! 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 IrRn@15, 透镜材料为N-BK7。 }fo?K|Xx 其中心厚度与位相平板厚度相等。 y{eZrX| "Jp6EL% Hf/2KYZ 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 iK"j@1| IP1|$b}sq &\C{,:[ 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)。 >Q~"/-bN) 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [)gvP' XKsG2>l-W 6. 分光器的设置 hfvs'. m,u?
^W 7 #,+Q(2 uREc9z`Q' 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 z^4\?R50yO 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 nDvny0^a 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 |jV4]7Luq RU`TzD 7. 合束器的设置 `,(1' <EI'N0~KG ,gU9ywg n20H{TA 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 )_EobE\ 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。 ftq~AF ,Z%!38gGsu 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2597#O U
gB r _r$nl 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 |y%pP/;&! 应用示例详细内容 zck)D^,aO 仿真&结果 :;"3k64 d*3R0Q|#{ 1. 结果:利用光线追迹分析 Pr<?E[ vS<;:3 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 #G#gB 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 >[xQUf,p "_)
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 }qz58]fyx 1'_OM h*; qrX6FI 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 3F}d,aB
A 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 y i@61XI 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 72-@!Z0e 6}ax~wYct 3. 对准误差的影响:元件倾斜 >5 5/@+^ 9I RE@c 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 n?
s4"N6 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 w#b~R^U 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 r9vC&pWZ nMc-kyl{ 4. 对准误差的影响:元件平移 h V8A<VT 6
*8G e 元件移动影响的研究,如球面透镜。 d&'6l"${ 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。 -`?V8OwY] 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 i&LbSxUh9 <bTa88,) Hh@mIusj 5. 总结 alu`T
c~ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wOk:Q4OjL 5!cplx=< 4. 仿真 d#z67Nl6 以光线追迹对干涉仪的仿真。 cL
WM]\Y \R#XSW, 5. 计算 E{Q^ZSV3B 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v^E5'M[A |n&6z 6. 研究 ?)PcYrV 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 nEn2!)$ IaF79}^ 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。 LQQhn{[D tIvtiN6[|l 扩展阅读 n+i}>3'A Q%>,5(_V] 1. 扩展阅读 g{ a0,B/j 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 @LmUCP~
^Ta"Uk' 开始视频 Z2 @&4_P - 光路图介绍 BW*zj=N% - 参数运行介绍 {l1;&y? - 参数优化介绍 Sn+Yi 其他测量系统示例: kR_[p._ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) D6m>>&E[' R`<E3J\* # \M<6n{ QQ:2987619807 e'?(`yW>
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