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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) 5v)^4( )  
<?KPyg2  
应用示例简述 ~#sD2b` 0  
HDH G~<s  
1. 系统说明 v0\l~_|H  
teJt.VA7)  
 光源 ']1n?K=A  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) BYq80Vk%@  
 元件 '5BD%#[  
— 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 TmG);B}  
 探测器 zWEPwOlI1P  
— 干涉条纹 =~+ WJN  
 建模/设计 D5lQ0_IeW  
— 光线追迹:初始系统概览 eM<N?9s  
— 几何场追迹加(GFT+): Y)1/f EM  
 计算干涉条纹。 \ASt&'E  
 分析对齐误差的影响。 e'K~WNT  
5skN'*oG  
2. 系统说明 /TpTR-\I0  
}3{eVct#|  
参考光路 {$^'oRk  
qPQIcJ  
3. 建模/设计结果 #dZs[R7h  
=P(*j7=  
`9^tuR,  
4. 总结 4H#-2LV`  
+Uq|Yh'Q  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Iq + N0G<j  
zKd@Ab  
1. 仿真 M`cxxDj&j  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 axnlI*!  
2. 计算 eN=jWUoCh  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v&d1ACctJ  
3. 研究 N{v)pu.  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 p/ ITg  
[Z$H <m{c-  
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。 t8*Jdd^3Z/  
(.4lsKN<  
应用示例详细内容 zS%XmS\  
系统参数 v6*0@/L M  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 >&(#p@#  
q^aDZzx,z  
 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。 : "85w#r  
C8-7XQ=B:b  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 /.SG? 5t4  
sycAAmH<  
2. 说明:光源 K?uZIDo  
3uuIISK  
]DVr-f ~  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 K0.aU  
 因此,相干长度大于1m PT~htG<Fw  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 y#GHmHeh  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 &D<R;>iI  
L I<S  
dbby.%  
sT)>Vdwf_  
3. 说明:光源 L2XhrLK.|  
:F:1(FDP  
?h}NL5a  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 XKWq{,Ks  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 \BnU ?z  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 : B^"V\WE  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
0-Mzb{n5  
4. 说明:光学元件 ?AyxRbk  
` s7pM  
,jY:@<n  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :r*hY$v  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 0/GBs~P  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 ng%[yY  
 透镜材料为N-BK7。 r9ulTv}X  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^\}qq>_  
*`H*@2  
'n'>+W:  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 aKj|gwo!  
NxHUOPAJc  
eAlOMSL\  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 wKM9fs  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 U`(=iyWP=  
od)TQSo  
6. 分光器的设置 99=~vNn  
t{>K).'  
~(R=3  
u$d[&|`>_  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 KuP#i]Na  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Yz/Blh%V  
 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 G0 )[(s  
a`' >VCg  
7. 合束器的设置 t.( `$  
Rt#QW*h\|i  
M/W"M9u  
" aG6u^%  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 <U3X4)r  
 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。 =Kkqk  
0"R>:f}  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 B'yjMY![  
t(3f} ?  
/WnCAdDgZ  
 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)。 (l99a&] t  
应用示例详细内容 _pTcSp 3  
仿真&结果 E+/Nicn=  
j=O+U _w  
1. 结果:利用光线追迹分析 uY5|Nmiu  
p7|I>8ur.  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Jx+6Kq(  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
64u(X^i  
o ]*yI[\  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 63 oe0T&  
5=?P 6I_$G  
}h^ fX  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 A]bQUWt2  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 "B3jq^  
 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。
a}@b2Wc*  
3= =["hO  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 b=EI?XwJ  
1?.CXq K  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 ":/c|!  
 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°。 `Q*`\-8J  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 E>_Rsw *  
77M!2S_E  
4. 对准误差的影响:元件平移 GKoYT{6  
+^BTh rB  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 8w:ay,=  
 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。 ~<_#%R!  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 9Kd=GL_  
GN|"RuQ  
qArR5OJ  
5. 总结 Nr*l3Z>LD  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 XCI  
Iy_5k8 ]  
4. 仿真 Ar>B_*dr  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 9?\cm}^?  
E3'I;  
5. 计算 xo@1((|z  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )x!q;^Js9A  
`<tRfl}qs  
6. 研究 h{)m}"n<R  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ajycYk9<m  
:P-H8*n""  
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。 |cC3L09  
}Cu:BD.zQ  
扩展阅读 ^KbR@Ah  
$ #!oejLD  
1. 扩展阅读 |.9PwD8~VD  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 7X( 2SI3m  
tpS gbGzp  
 开始视频 )cH\i91  
- 光路图介绍 Sd6O?&(  
- 参数运行介绍 @]Vcl"t  
- 参数优化介绍 - egTZW-  
 其他测量系统示例: #f(a,,Uu'  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) cWQJ9.:7  
T}!9T!(HdF  
uT]$R  
QQ:2987619807
`RY}g;  
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