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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) !dW77kLTg gxku3<S 应用示例简述 7q] @Jx9 OJ'x>kE 1. 系统说明 {vJ)!'Eh P;dp>jL 光源 Q&9%XF
uM — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) g#ZuRL 元件 P"g
Y|}| — 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 +H K)A%QI 探测器 !j3V'XU#Zn — 干涉条纹 dLSnhZ 建模/设计 R "&(Ae?LR — 光线追迹:初始系统概览 4P>tGO&*x — 几何场追迹加(GFT+): ecH-JPm' 计算干涉条纹。 P9p{j1*; 分析对齐误差的影响。 #NVqS5 47iwb 2. 系统说明 YORFq9a{R $DfaW3bJ
参考光路 $J |oVVct  6rnehv!p 3. 建模/设计结果 IKK<D'6 >t"]gQHtx
S%ri/}qI[{ 4. 总结 !_`T8pJ`
,qRSB>5c 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 F$K-Q;r]< c#G]3vTdE 1. 仿真 (jD..qMs# 以光线追迹对干涉仪的仿真。 3_atv'I 2. 计算 (/_Q
r2KfC 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 W7as=+;X 3. 研究 6Upg\( 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 {/BEO=8q2 bH41#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。 >5Zpx8W K)qbd~<\
应用示例详细内容 oT5xe[{yj 系统参数 lO9{S=N 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ,h2q37 tji,by#E/% 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。 r1FE$R~C= s\&_Kbw]c 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Yf:utCvv lq@Vb{Z 2. 说明:光源 skcMGEB HHZ!mYr *eXO?6f%s^ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 K74oRKv 因此,相干长度大于1m ^+[o+ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 dW7dMx 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 U!a"r8u|8q G
7)D+],{Y
6\,^MI Jb-wvNJu 3. 说明:光源 BH0rT}) U8-9^}DBA *vhm 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。
n @L!{zY 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 A2&&iL=j/ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 b=T+#Jb 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 savz>E& 4. 说明:光学元件 ID+'$u& w=e,gNO CHpDzG>]4 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 \ b9,> 位相延迟平板材料为N-BK7。 &up/`8 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 *Kzs(O 透镜材料为N-BK7。 UxicqkX 其中心厚度与位相平板厚度相等。 0]oQ08 ap%o\&T; G^mk<pH 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 xYu~}kMu QrA8KSLC GvzPT2E! 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)。 IVNNiNN*5 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 &<Gq-IN =cC]8Pz? 6. 分光器的设置 {t/!a0\HS nnGA_7-t .;KupQ;* x#8=drh.:C 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 ,O~2
R 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 }BogE$tc 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 "}HQ)54& 3Xh&l[. 7. 合束器的设置 k13/yiv <Ab:yD`K! $m=z87hX ,;d9uG2 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 O[L8(+Sn 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。 ;5|EpoM NUnP'X=J, 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 g?$9~/h :; >Ed^dsb& 0KQ8;&a| 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)。 FoG<$9 应用示例详细内容 `X^e}EGWu 仿真&结果 GO)rpk9 W"-nzdAJ5 1. 结果:利用光线追迹分析 `p ?E{k.N kx=AX*I 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 E7h}0DX 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 R$@.{d&:w |TUpv*pq 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 {PVu3W wwAT@=X*} cY"^3Ot%^ 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 aXJe"IT.u 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 7}x-({bqy 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。 V]O
:;(W_ 5,c` 3. 对准误差的影响:元件倾斜 xqtjtH9X IB6]Wj 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 |K_B{v. 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°。 d$TW](Bby 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 p_AV3 F:@Ixk?E 4. 对准误差的影响:元件平移 &rd(q'Vi
@ubz?5 元件移动影响的研究,如球面透镜。 c~'kW`sNV 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 0@Ijk(| 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 @
tIB'|O "n6Y^ +n, BD C; 5. 总结 Fq9[: 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 vvM)Rb,
[dJ\|= 4. 仿真 >" .qFn g 以光线追迹对干涉仪的仿真。 XJzXxhk2 DsX>xzM 5. 计算 }m H>lN 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _5T7A><q< HIq1/) 6. 研究 *mQit/k. 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 qj6`nbZ{va xB(:d'1| 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ,2TqzU; 2jW>uk4/i 扩展阅读 QB[s8"S 9^ r 1. 扩展阅读 Ng"vBycy 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 >>$|,Q-. QP B"EW 开始视频 $P(nh'\ - 光路图介绍 V)2_T!e%* - 参数运行介绍 z\tJ~ - 参数优化介绍 $)3PF 其他测量系统示例: rl%Kn^JJ~ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) XX-T", ?X'*
p<` k^pu1g=6I QQ:2987619807 f4S@lyYF
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