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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) &}mw'_ I %m5Q"4O 应用示例简述 x Ha=3n y@bcYOh3 1. 系统说明 xynw8;Y, .N4 光源 t HD — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) pqM~l& 元件 s}&bJ"!Z — 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 f"#m=_Xm 探测器 BIaDY<j90 — 干涉条纹 p5=|Y^g ! 建模/设计 O/%< }3Sq — 光线追迹:初始系统概览 ~cAZB9Fa — 几何场追迹加(GFT+): &MR/6"/s 计算干涉条纹。 >4m'tZ8 分析对齐误差的影响。 >e5 *prx+ OkAK 2. 系统说明 Ou>u% AEmNHO@%q
参考光路 HWns.[  <HWS:'1 3. 建模/设计结果 wyx(FinIH IJOvnZ("A
1:C:?ZC#c 4. 总结 %x;x_ \2[<XG(^ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 pi( -A LVIAF0kX 1. 仿真 Eu}b8c 以光线追迹对干涉仪的仿真。 'PZ|:9FX! 2. 计算 p]D]:
Z}P 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 e/_C 3. 研究 %1
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[ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 .%EL \2 CD j~;$[B 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 E! /[gZ rjt8fN
应用示例详细内容 {n3EGSP# 系统参数 <E;pgw! 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 }/dRU${! xVB;s.'! 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。 EqiFy"H 3H\w2V 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 M`,~ mU m .IU ;cR 2. 说明:光源 P`4]-5gE C-eA8pYY/ gieN9S 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 g]@(E 因此,相干长度大于1m <^.=>Q0S\ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Eh</? Qv\ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 5
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Kyt)2p MvLs%GE% 3. 说明:光源
B3m_D"? DDT_kK; WS-dS6Q} 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 E9\vA*a 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 5la>a}+!!h 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 `J<*9dq% 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 `=+^|Y} 4. 说明:光学元件 S0h'50WteJ VpfUm?Nq O-]mebTvw 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 v`J*ixZ7t 位相延迟平板材料为N-BK7。 Q'l^9Bz 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 (YBMsh 透镜材料为N-BK7。 vzzE-(\\e 其中心厚度与位相平板厚度相等。 !?f5>Bl v$~QCtc HD,xY4q&N 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 (2ur5uk+ $CTSnlPq
j1?j6s 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)。 uY_SU-v 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 Dih6mTP{ 0`.^MC? 6. 分光器的设置 d\MLOXnLq; k$5 s{q %:>3n8n h'J|K^na 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 :(dHY 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 kp?w2+rz 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 dca;'$ CO-_ea U( 7. 合束器的设置 dpQG[vXe Gir#"5F MUOa@O, tMj;s^P1 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 i|
\6JpNA: 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。 ~/NKw: ZnFi<@UB) 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 A[G0 .>Wk 64Lx-avf gh`m*@ 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)。 jR=s#Xz 应用示例详细内容 ,1'4o3 仿真&结果 PFUO8>!pA\ AV 8n( 1. 结果:利用光线追迹分析 VxP&j0M> _X~87 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6nhMP$h 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 4'W '}o|{ 'c\iK=fl 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 nEzf.[+9/ pEECHk f= >OJ!: 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 <Q|d&vDVfV 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Uax+dl 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 .xf<=ep G!4(BGx& 3. 对准误差的影响:元件倾斜 .4.b*5 Y*_)h\f 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 f7Ul(D:j\ 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 zMIT}$L 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 nRd)++ 9rh}1eo7 4. 对准误差的影响:元件平移 "#mBcQ;QLV k
X {0y 元件移动影响的研究,如球面透镜。 iy""(c 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。 w[P4&?2: 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Em[DHfu1Q lKk/p^: ]v+31vdf:O 5. 总结 lRh9j l 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 gGfoO[B ;Eu3[[V 4. 仿真 oyo(1> 以光线追迹对干涉仪的仿真。 JTi!Xu5Jq (a9d/3M 5. 计算 j,]Y$B 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 p~LrPWHSTP boG_f@dv( 6. 研究 NnVnUgx 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 s+tGFjq <w3!!+oK" 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 _X?^Cy ;c$ J=h] 扩展阅读 {v3P9s( w3jO6*_ M 1. 扩展阅读 ^*fQX1h< 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 \W,I?Kx$ !A48TgAeE 开始视频 $1ndKB8)`J - 光路图介绍 {k rswh3 - 参数运行介绍 #Fyuf,hw4 - 参数优化介绍 +}jJ&Z9) 其他测量系统示例: Ar~"R4! - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) E!S 78z: ,AT[@ EqI(|bFwy QQ:2987619807 cu+FM
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