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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) 7#)k-S!B  
;W{z"L;nX  
应用示例简述 @JSWqi>  
T.#_v# oM  
1. 系统说明 ?,VpZ%Df2  
_&= `vv'  
 光源 ]{tWfv|Xg8  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) bm;iX*~  
 元件 7T[L5-g  
— 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 jZIT[HM  
 探测器 `)O9 '568  
— 干涉条纹 @6ckB (  
 建模/设计 ~ T}D#}  
— 光线追迹:初始系统概览 TY]0aw2]|7  
— 几何场追迹加(GFT+): \B')2phE  
 计算干涉条纹。 ?Z|y-4 &>  
 分析对齐误差的影响。 m !:F/?B  
9?Bh8%$  
2. 系统说明 UW":&`i  
(B` NnL$  
参考光路 D?ic~-&  
7UBW3{d/u5  
3. 建模/设计结果 zDYJe_m ~  
`_yksh3zL4  
lsV>sW4]Z  
4. 总结 2\{/|\  
O4-#)#-)S~  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 di_N}x*  
x6>WvF Z  
1. 仿真 T \34<+n1N  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 tLJ 7tnB  
2. 计算 Fz8& Jn!  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 jGLmgJG-P  
3. 研究 ->|eMV'd  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 8k{XUn  
Q-, 4  
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。 o<b  
nILUo2e~  
应用示例详细内容 R?:K\  
系统参数 :V8oWMY  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 v*excl~  
>a@1y8B  
 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。 )cN=/i  
iMVQt1/  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 s,J\nbj0h  
tklS=R^Vn  
2. 说明:光源 f:q2JgX  
d;%~\+)x4  
5UL5C:3R9  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Xj?LU7  
 因此,相干长度大于1m L_Z`UhD3{  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 =]Y'xzJuu  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 R "W=V  
Pd:tRY+t/  
s/?(G L+Ae  
I-s$U T[p  
3. 说明:光源 Mn\L55?E(  
}8.$)&O$^  
 ">|L<  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 '&/Y}]  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 C 1HNcfa7  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ~O;?;@  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
\XY2s&"  
4. 说明:光学元件 p<a~L~xH6  
ku v<  
Y0'~u+KS`5  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 NnZ_x>R  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 1 xrmmK  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 D5T0o"A  
 透镜材料为N-BK7。 7Il /+l(  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 arPqVMVr  
[:Odb?+`F  
]N'4q}<5o  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 wW/wvC-  
1p>&j%dk  
mnMY)-6C  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 LrfyH"#!:  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 )N ^g0 L  
4pu>f.  
6. 分光器的设置 vP<8 ,XG  
h1_KZ[X  
() HIcu*i  
\U`rF  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 Cvs4dd%)i  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 9T;l*  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 yw?UA  
M\9p-%"L  
7. 合束器的设置 A^7Y%  
 b|h`v  
rFv=j :8  
DOo34l6#  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 zI>,A|yy  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 i*vf(0G  
v/Ei0}e6~  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 tdRnRoB  
dJg72?"ka  
9s6d+HhM  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 | \JB/x  
应用示例详细内容 G5x%:,n  
仿真&结果 XAr YmO  
0jwex  
1. 结果:利用光线追迹分析 t5za$kW'&  
~|)'vK8W  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 +l$BUX  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
|a {*r.  
A =k{Rl{LA  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ?G!DYUK  
:-.bXOB(  
{#1}YGpiVM  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *X lnEHv  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 n.xW"omN  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
ygp NMq#?X  
tm}0kWx  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 -z4pI=  
rOy-6og  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 d1>Nn!m  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 /e}NZo{)g  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 o;@T6-VH  
:>g*!hpb  
4. 对准误差的影响:元件平移 f?A*g$v  
"h}miVArS  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 {)0"?$C_H  
 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。 j!P]xl0vOZ  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 /g!', r,  
EWg\\90  
(a i&v  
5. 总结 M1T)e9k=x  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 *G#W],~0  
ZK@ENfG  
4. 仿真 h~ =UFE%'  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 h>+,ba"D  
Ytnk^/Z1L  
5. 计算 |^i+Srh  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 y++[:M  
Og`w~!\  
6. 研究 7x^P74  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移  u m[nz  
N?h=Zl|  
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。 : )\<  
k/yoRv%  
扩展阅读 m. G}# /  
xCMcS~ 3/  
1. 扩展阅读 {? jr  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ^MGgFS]G  
gI qYIt  
 开始视频 nDS mr  
- 光路图介绍 )FkJ=P0  
- 参数运行介绍 .ns1;8  
- 参数优化介绍  c6;tbL  
 其他测量系统示例: XOzd{  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) :U>o;  
kmm1b (  
lmZ Ssx  
QQ:2987619807
#AzZ4<;7  
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