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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) &MgeYpd +|%Sx 应用示例简述 UU}7U]9u =KX<_;E 1. 系统说明 MYnH2w] *NSlo^R-[ 光源 iY/KSX^~O — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) $ 'QdFkOr 元件 QI!i — 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 lZt(&^T 探测器 /=#~ — 干涉条纹 &,-p',\- 建模/设计 Hwe)Tsh e — 光线追迹:初始系统概览 {lz G*4? — 几何场追迹加(GFT+): dyFKxn`, 计算干涉条纹。 =O{~Q3z@s 分析对齐误差的影响。 kJ: 2;t= L]2<&%N2 2. 系统说明 ,i++fOnQ qq+MBW*
参考光路 Q)Dwq?  >e8JK*Blz 3. 建模/设计结果 D?+
RJs jgvh[@uB?
O5 7jz= r 4. 总结 +>3]%i-\ ~2N-k1'-' 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 cq^sq1A: }?O[N}>,m 1. 仿真 'rV2Bt, 以光线追迹对干涉仪的仿真。 )Ul&1UYA 2. 计算 =O^7TrM 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 p\txlT 3. 研究 1e$[p[ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 mW$ot.I _XN~@5elrC 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。 j-P^Zv};u ._BB+G
应用示例详细内容 r|8V @.@i 系统参数 DM/hcY$MW 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 $PfV<Yj'B 7jZrU|:yu( 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。 HU3Vv<lz /Y ^7Rl 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 VEo^ :o)r ]EX--d<_` 2. 说明:光源 y84XoDQ & ^!v*=z &x/k^p= 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 NQ3|\<Wt 因此,相干长度大于1m w\v&3T 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 lvig>0:M 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 1(F'~i|5 Pb=rFas*C
b2%blQgo RQJ9MGw 3. 说明:光源 l2M/,@G jM[f[ 6 cr^<]v ! 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :EaiM J_= 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 yL4 -4 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 O^D c&w 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 i!ds {`d 4. 说明:光学元件 Dl@{}9 'NRN_c9 xP{m9_Qj 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 4jPwL|# 位相延迟平板材料为N-BK7。 k.h^ $f 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 (h%|;9tF 透镜材料为N-BK7。 A1Ibx|K 其中心厚度与位相平板厚度相等。 \_)02ZT: V=Ww> ($,iAb 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 |^\Hv5 2M5*bNU_: p}cd}@cQ6 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)。 D'Jm!Ap 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 ,$ho2R),Fn v_[)FN"]Y. 6. 分光器的设置 P<TpG0~( GC,vQ\ 7Q<Kha *tIdp`xT/T 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 &*LA_]1@ 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 V7Vbl?*n 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 )ylv(qgV |SwZi'p 7. 合束器的设置 !4DGP28
3J'Bm" Ac*B[ywA3 jb#1&L14 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 H-nFsJ(R!c 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 VPq5xSc? 6:SK{RSURC 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 JI{OGr :G6 xJlE| zz+M1n-;o 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 uM}dZp 1 应用示例详细内容 2Mv)0%,c 仿真&结果 Q0[CH~ Wfi:wCqZG 1. 结果:利用光线追迹分析 4F1.D9u >qh>Qm8w 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 f6dE\ 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 "'&>g4F`o %Hl:nT2M 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 }tl8(kjm h~^qG2TYWq pRDON)$ 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 p8}5x 2F 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Cs6zv>SR 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。 S9F]!m^i cr=FMfhB 3. 对准误差的影响:元件倾斜 \CEnOq C6;](rN)N 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 ;?Y`e 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°。 \I o?ul}za 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 fSQ3 :o dBD4ogo1 4. 对准误差的影响:元件平移 vSHIl"h \Kzt*C-ZH 元件移动影响的研究,如球面透镜。 4-?`# 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。 |Bf:pG! 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 0Ts_"p `sp'Cl! 5 xzB1n8 5. 总结 S|5lx7 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 77bZ gm%bxr@X~ 4. 仿真 N~K)0RETn 以光线追迹对干涉仪的仿真。 p(b1I+! =D"63fP1 5. 计算 }W>[OY0^A 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :$Di.|l@7 tH|Q4C 6. 研究 3,cE/Ei 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 hm} :Me$[) ';T5[l, 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。 +AC-f2 lp%.n= '\ 扩展阅读 87 E3pe bqwW9D( 1. 扩展阅读 YKxA2`3v% 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 .AI'L|FQ%c #yRA.; 开始视频 $=QO_t)? - 光路图介绍 5z mHb - 参数运行介绍 K1{nxw!` - 参数优化介绍 ]Sx=y< 其他测量系统示例: X^ ]$/rI) - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ITY!=>S- 7,VWvmWJex YhK/pt43C QQ:2987619807 "X}F%:HL
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