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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) !dW77kLTg  
gxku3<S  
应用示例简述 7q] @Jx9  
OJ'x>kE  
1. 系统说明 {vJ)!'Eh  
P;dp>jL  
 光源 Q&9%XF uM  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) g#ZuRL  
 元件 P"g Y|}|  
— 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 +HK)A%QI  
 探测器 !j3V'XU#Zn  
— 干涉条纹 dLSnhZ  
 建模/设计 R "&(Ae?LR  
— 光线追迹:初始系统概览 4P>tGO&*x  
— 几何场追迹加(GFT+): ecH-JPm'  
 计算干涉条纹。 P9p{j1*;  
 分析对齐误差的影响。 #NVqS5  
47iwb  
2. 系统说明 YORFq9a{R  
$DfaW3bJ  
参考光路 $J |oVVct  
6rnehv!p  
3. 建模/设计结果 IKK<D'6  
>t"]gQHtx  
S%ri/}qI[{  
4. 总结 !_`T8pJ`  
,qRSB>5c  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 F$K-Q;r]<  
c#G]3vTdE  
1. 仿真 (jD..qMs#  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 3_atv'I  
2. 计算 (/_Q r2KfC  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 W7a s =+;X  
3. 研究 6Upg\(  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 {/BEO=8q2  
bH41#B  
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。 >5Zp x8W  
K)qbd~<\  
应用示例详细内容 oT5xe[{yj  
系统参数 lO9{S=N  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ,h2q 37  
tji,by#E/%  
 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。 r1FE$R~C=  
s\&_Kbw] c  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Yf:utCvv  
lq@Vb{Z  
2. 说明:光源 skcMGEB  
HHZ!mYr  
*eXO?6f%s^  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 K74oRKv  
 因此,相干长度大于1m ^+[o +  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 dW7dMx  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 U!a"r8u|8q  
G 7)D+],{Y  
6\,^MI  
Jb-wvNJu  
3. 说明:光源 BH0rT})  
U8-9^}DBA  
*vhm  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 n@L!{zY  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 A2&&iL=j/  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 b=T+#Jb  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
savz>E &  
4. 说明:光学元件 ID+'$u &  
w=e,gNO  
CHpDzG>]4  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 \ b9,>  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 &up/`8   
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 * Kzs(O  
 透镜材料为N-BK7。 Ux icqkX  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 0]oQ08  
ap%o\&T;  
G^mk<pH  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 xYu~}kMu  
QrA8 KSLC  
GvzPT2E!  
 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)。 IVNNiNN*5  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 &< Gq-IN  
=cC]8Pz?  
6. 分光器的设置 {t/!a0\HS  
nnGA_7-t  
.;KupQ;*  
x#8=drh.:C  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。  ,O~2 R  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 }BogE$tc  
 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 "}HQ)54&  
3Xh&l[.  
7. 合束器的设置 k13/yiv  
<Ab:yD`K!  
$m=z87hX  
, ;d9uG2  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 O[L8(+Sn  
 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。 ;5|EpoM  
NUnP'X=J,  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 g?$9~/h :;  
>Ed^dsb&  
0KQ8; &a|  
 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)。 Fo G<$9  
应用示例详细内容 `X^e}EGWu  
仿真&结果 GO)rpk9  
W"-nzdAJ5  
1. 结果:利用光线追迹分析 `p?E{k.N  
kx=AX*I  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 E7h}0DX  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
R$@.{d&:w  
|TUpv*pq  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 {PVu3 W  
wwAT@=X*}  
cY"^3Ot%^  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 aXJe"IT.u  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 7}x-({bqy  
 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。
V]O :;(W_  
5,c`  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 xqtjtH9X  
IB6]Wj  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 |K_B{v.   
 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°。 d$TW](Bby  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 p_AV3   
F:@Ixk?E  
4. 对准误差的影响:元件平移 &rd(q'Vi  
@ubz?5  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 c~'kW`sNV  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 0@Ijk(|  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 @ tIB'|O  
"n6Y^  
+n,BD C;  
5. 总结 Fq9[:  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 vvM)Rb,  
[dJ\|=  
4. 仿真 >" .qFn g  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 XJzXxhk2  
DsX>xzM  
5. 计算 }m H>lN  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _5T7A><q<  
HIq1/)  
6. 研究 *mQit/ k.  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 qj6`nbZ{va  
xB(:d'1|  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ,2TqzU;  
2jW>uk4/i  
扩展阅读 QB[s8"S  
9^ r  
1. 扩展阅读 Ng"vBycy  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 >>$|,Q-.  
QP B"E W  
 开始视频 $P(nh'\  
- 光路图介绍 V)2_T!e%*  
- 参数运行介绍  z\tJ~  
- 参数优化介绍 $)3PF  
 其他测量系统示例: rl%Kn^JJ~  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) XX-T",  
?X'* p<`  
k^pu1g=6I  
QQ:2987619807
f4S@lyYF  
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