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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) m Gx{Vpt m}+_z^@j9 应用示例简述 A:*$r Hbzl `[~LMV&2U 1. 系统说明 r@ba1*y0 &Qt1~#1 光源 (, $Lp0mB7 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ZVz*1]}
元件 w[J.?v&^ — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 eNrwkV^ 探测器 Tvw(Sq}; — 干涉条纹 *oAnG:J+M 建模/设计 }3R:7N`,| — 光线追迹:初始系统概览 *-gmWATC6 — 几何场追迹加(GFT+): Y{L|ja%9? 计算干涉条纹。 xI8v'[3 分析对齐误差的影响。 d4o_/[ sNJ?Z"5k1h 2. 系统说明 Jo9c|\4 d{DBG}/Yg
参考光路 \{1Vjo  s"l ^v5 3. 建模/设计结果 kp*BAQ w^/"j_p@
M+lI,j+ 4. 总结 }TU2o3Q uU1q?|4 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 WiFZY*iu5 _RX*Ps= 1. 仿真 b2YOnV 以光线追迹对干涉仪的仿真。 s_76)7 2. 计算 uQkQ#'e| 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @4jPaqa( 3. 研究 XNkQ0o0 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 nG"Ae8r PAu/iqCH 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 K_V$ ktL /7C%m:
应用示例详细内容 42 Sk` 系统参数 y |Tv;v1L 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 x2+M0 }g 'Y5=A!*@tf 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。 RueL~$*6.~ #K/#-S 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 G_?qY#"( IeBb#Qedz 2. 说明:光源 Xj21:IMR U66oe3W 92L{be;SY 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 XPcx"zv\ 因此,相干长度大于1m m`8tHHF 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 =eG:Scoug? 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ^Xslj @fSqGsSk
9wv 7HD| i%9xt1c_ 3. 说明:光源 ~
*P9_< vC5y]1QDd .gd'<l 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 +#ANc;2g 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 mKBPIQ+ZS 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 %:[Y/K- 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 a5%IjgQ&z 4. 说明:光学元件 F%
K}&3 Q?W}]RW )UG<KcdI 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 '>r"+X^W 位相延迟平板材料为N-BK7。 o^~KAB7 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 PiwI.c 透镜材料为N-BK7。 @0q*50 其中心厚度与位相平板厚度相等。 pJ]i)$M h-[FUPfuw =%oKYQ 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 9$P*fx&m X.!|#FWb+ nD;8)VI'I 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 STgYXA( 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 Tta+qjr p*(]8pDC 6. 分光器的设置 5*7
\Yjk? <3c|S_|L*m z[ ml;? NI?YUhg> 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 !RwOUCk
出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 pwO
U6A! 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 }z8HS<
#Q .\+%Q)?h: 7. 合束器的设置 >vY5%%} .m\' |% 0^rDf
L 6)~J5Fb 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 9q!./) 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 h ?%]uFJC . 'rC'FT 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 96
!e:TU tB7g.)yZb ,BG
L|5?3z 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 [boB4>. 应用示例详细内容 p8Wik<'^ 仿真&结果 :IlJQ{=W |*WE@L5 1. 结果:利用光线追迹分析 fbK`A?5K *(sFr E 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 s4{WPU9 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 b^]@8I[M j:6VWdgq 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 r*t\\2 !q_fcd^c 1#<KZN =$ 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 COf>H0^%Q 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 4w5mn6 MxR 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。 +Qe"O0 e[a?5,s2 3. 对准误差的影响:元件倾斜 D27MT/=7 5?n@.hcL 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 2{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°。 IDpW5Dc 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 52JtEt7E m@){@i2. 4. 对准误差的影响:元件平移 d2e4=/A% V;#bcr=Z<J 元件移动影响的研究,如球面透镜。 +kK6G#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。 1v^eXvY 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 u9}k^W)E zn@yt%PCV uY6|LTK&x 5. 总结 H(TY. 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 y=)xo7( b];p/V#
< 4. 仿真 b:w {7 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ,[{)4J$MV CUR70[pB) 5. 计算 9cm9; 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4/tp-dBip Tn7(A^h' 6. 研究 KLn.vA. 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 xiW;Y{kZ aA-gl9 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 `:I<Jp /{9"O y7E 扩展阅读 i!JVGs f2"1^M 1. 扩展阅读 5/) ,HGxi 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 voHFU#Z$
jo_wBJKE 开始视频 *=X$j~#X - 光路图介绍 >[ox|_o - 参数运行介绍 0ThX1)SH - 参数优化介绍 Dr!g$,9 其他测量系统示例: D^5bzZk
N - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) %fyah}= *"pf3x6 XOe8(cXa9 QQ:2987619807 2/c^3[ccR
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