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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) 8"2X 8C8 b{i7FRR>o4 应用示例简述 WTZr{)e +'fdAc:5', 1. 系统说明 '@
C\ ,E o;<oXv 光源 Bvy(vc=UDW — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ({l !'>? 元件 T.R( — 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 Tx!c} 探测器 KtY_m`DY4R — 干涉条纹 8 ?+t+m[ 建模/设计 +w'{I`QIL0 — 光线追迹:初始系统概览 Gkq<?q({t — 几何场追迹加(GFT+): "Ca?liy 计算干涉条纹。 M.QXwIT 分析对齐误差的影响。 ]/C1pG*o h=Xr J 2. 系统说明 U3zwC5}BN $xU5vCwAo
参考光路 q<` g  ;}=[( eqA 3. 建模/设计结果 g,seqh% MX.=k>
/92m5p 4. 总结 beM}({:` <O#/-r>2 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wt@q+9: wZV/]jmlEt 1. 仿真 SKf[&eP,G 以光线追迹对干涉仪的仿真。 1*!`G5c,} 2. 计算 Uhz<B #tj 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 SmJ6Fm6 3. 研究 Y"U -Rc 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Y=#g_(4* T;u>]"S 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 c%+9uu3 Jc:gNQCsP
应用示例详细内容 =os%22* 系统参数 z7H[\ 4A!> 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 .CL\`` ;&Oma`Ec 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 2@ <x%T U_UX * 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。
5r:SBt|/ 'b*
yYX< 2. 说明:光源 [ Yzh(a8 '14
G0<;yL _"PTO&E 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 lF\oEMd* 因此,相干长度大于1m poqx
O 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Xh,{/5m 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 dfDz/sD* P>dMET
'j)xryw f@R j;R~Jp 3. 说明:光源 I]]3=?Y eoS8e$} IQS:tL/ 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 wPn#>\/L 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ov=[g l 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 24)3^1P\V 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 NY'sZTM& 4. 说明:光学元件 L>Y>b4oy3 &sp7YkaW 3+<}Hm+ 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 /.<T^p@\& 位相延迟平板材料为N-BK7。 z\,g %u41 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 J>YwMl 透镜材料为N-BK7。 lEBt< 其中心厚度与位相平板厚度相等。 @N,EoSb : 9=j"kXFf S=>54!{`x 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 &i8AB{OU M ]dS>W%U ec:?Q0 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)。 z O 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 }@Ij}Ab> ysV0Ed 6. 分光器的设置 x1\,WOrmK r=<Oy1m/ Bf$YwoZov $ ZD1_sJ. 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 CBAMAr 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 [V ~(7U 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 TC80nP )\C:| 7. 合束器的设置 ugEh}3 $9DV} %vvA'WG $DZ\61 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 [];*9vxW 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 QAigbSn] #Jv|zf5Z 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 t<M^ /xe2 .7Zb,r MzRwsf 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ,y}?Z8?63 应用示例详细内容 PG<tic<? 仿真&结果 m$ZPQ0X f"zXiUV 1. 结果:利用光线追迹分析 n}MW# :eJe \kU0D 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 sK8=PZ\ 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 \jDD=ew
")MjR1p 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 i>YD_#w ?!=yp# !63p?Q= 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 =&RpW7] 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 )?#*GMWU 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。 ezn%*X
y, 4.:2!Q 3. 对准误差的影响:元件倾斜 <rZ(B>$ 4}@J]_]Z 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 "c8
-xG 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°。 =e2|:Ba!
结果可以以独立的文件或动画进行输出。 '\8gY((7 h+)XLs 4. 对准误差的影响:元件平移 ~u-DuOZ8 (- `h8M 元件移动影响的研究,如球面透镜。 p|!5G&O, 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。 !"~x.LX\ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 [IT*>;b+? \ vj<9ke& -`nQa$N- 5. 总结 .{[+d3+, 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 -FRMal4Pg0 HBHDu;u 4. 仿真 .J0s_[ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 )Qe<XJH!
q1!45a 5. 计算 0
@]gW 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Bx9R!u5D _m .u@+g 6. 研究 KY5 it9e 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 0LEJnl LpCJfQ 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。 {nvF> 1vKAJ<4W 扩展阅读 Vwxb6,}Z E,u/^V9x 1. 扩展阅读 }8
V/Cd9 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 D6X0(pU0 $gZC"~BR 开始视频 8t)5b.PS - 光路图介绍 n~ w.\939@ - 参数运行介绍 og0su - 参数优化介绍 S7i,oP7 其他测量系统示例: fXNl27c- - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) BwpEIV@b] w[ )97d %?<Y&t QQ:2987619807 $K& #R-
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