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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) *d)B4qG xOEj+%M 应用示例简述 ThFI=K OvQG%D}P= 1. 系统说明 /)v X|qtIY RJSNniYr7 光源 PY) 74sa — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 7@06x+! 元件 EpPKo — 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 [dUW3}APV 探测器 U${dWxC — 干涉条纹 1k;X*r# 建模/设计 =G*<WcR — 光线追迹:初始系统概览 WJ/&Ag1 — 几何场追迹加(GFT+): ZfIQ Fh> 计算干涉条纹。 ]V}";cm;2 分析对齐误差的影响。 $ABW|r zi<C5E` 2. 系统说明 ga!t:O@w k}JjSt1_A;
参考光路 &Tl3\T0D  5J1,Usm 3. 建模/设计结果 ^F_c' %m{h1UQQ+
*y u|]T 4. 总结 X(N!y"z o2&mhT 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9'T
nR[> BK6oW3wD/ 1. 仿真 ql^n=+U 以光线追迹对干涉仪的仿真。 PYW~x@]k%, 2. 计算
NouT~K`' 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 'BtvT[KM 3. 研究 SmC91XO 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 +.gZILw 9Yd<_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。 KN_3]-+B {ge^&l
应用示例详细内容 uBH4E;[f 系统参数 qK,rT*5= 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 yP6^&'I+ kwWDGA?zFB 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。 4Bs '5@ Jro) 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 x7> '
1 f{G
^b&x 2. 说明:光源 ;",W&HQbE
Jf9a<[CcV UM3}7| 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 'HzF/RKh 因此,相干长度大于1m Wv8?G~> 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 2old})CLJ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 (gQP_Oa( RG0kOw0
VMXccT9i! fl9`Mgu 3. 说明:光源 lvY[E9I0 X0.k Q :Ugf3%sQ 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 _<qe= hie! 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。
E{k$4 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ,K
8R%B 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 Uc^e Ia@ 4. 说明:光学元件 SYkwM6 )[+82~F u%!/-&?wF 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 L7;8:^ v 位相延迟平板材料为N-BK7。 :m]H?vq] \ 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 #oW"3L{, 透镜材料为N-BK7。 XXPn)kmWR 其中心厚度与位相平板厚度相等。 9sG]Q[:.] vJ9I z FUzN}"\1 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 rP|~d}+I ti'B}bH>' :y'EIf 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 )0+6^[Tqq 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 ^F,sV* _t&`T 6. 分光器的设置 & 6'Rc#\P x<5ARK6\= '.EO+1{a ~I6N6T Z 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 lg"aB 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 _Ne fzZWUJ 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 17$'r^t,S ,2YZB*6h{ 7. 合束器的设置 3 {$vN). (qglD )Zf1%h~0r ls7eypKR 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 @<NuuYQ& 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。 0FSN IPx J0V`sK 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 v5>A1\ {ETM > qv& Bai[ 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)。 Hvb8+"?~ 应用示例详细内容 Hz\@# 仿真&结果 m??Py"1y B (Ps/ 1. 结果:利用光线追迹分析 b9-IrR4h 28k=@k^q 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 T/a=z 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
N=AHS jp_|pC' 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 fIl;qGz85 GLgf%A`5/_ aaP_^m O 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 8N%nG(
0 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 d]poUN~x 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。 \?pyax8 Y{D%v 3. 对准误差的影响:元件倾斜 3pg=9*{ <+k"3r{y" 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 M@#T`aS 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°。 N0H=;CIQ 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 MB!9tju ;-6-DEL 4. 对准误差的影响:元件平移 u<Y#J,p`e W#S8 2 元件移动影响的研究,如球面透镜。 V\o7KF 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。 zw['hqW 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 <
Hkq #8|LPfA ?u|@,tQ[ 5. 总结 ,$0-I@*V 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Y8zTw`:V )\|+G5#` 4. 仿真
pZ&,YX 以光线追迹对干涉仪的仿真。 g:>'+(H ; -~mgct5 5. 计算 $P=C7; 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 L.Qz29\ IdQ./@? 6. 研究 * :O"R 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 gxN>q4z f<NR6],} 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。 9<6q(]U 1Y|a:){G 扩展阅读 3''Sx8p $iu[-my_ 1. 扩展阅读 8.i4QaU 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 |;vQ"8J gv''A" 开始视频 y3zP`^
- 光路图介绍 xWxc1tT` - 参数运行介绍 G3~`]qf
- 参数优化介绍 s
V_(9@b 其他测量系统示例: z3Q&O$5\ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) &EfQ%r}C bC/":+s& p m1l6QcT1 QQ:2987619807 7;s#QqG`I
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