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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) hYs82P|2Ol "K/[[wX\b 应用示例简述 Zjw!In|vC 3}v0{c 1. 系统说明 tvGg@Xs\
<|ka{=T 光源 +qE,<c}} — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) SjFF=ib 元件 )*"T — 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 MH C.k= 探测器 Cmp{F N"o — 干涉条纹 "TEBByO' 建模/设计 g|_HcaW — 光线追迹:初始系统概览 nNkyOaK*4 — 几何场追迹加(GFT+): * [iity 计算干涉条纹。 f$~ _FX 分析对齐误差的影响。 V.O<|tl. TsoCW]h 2. 系统说明 =ip~J<sw& jAD+:@
参考光路 yaCd4KP  ,AGM?&A 3. 建模/设计结果 ~xsb5M5 )*q7pO\cty
3sd{AkD^ 4. 总结 U}mL,kj" 9;;]q?* 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }[XB]Xf bW,BhUb,| 1. 仿真 +H2m< 以光线追迹对干涉仪的仿真。 FU [8:o62 2. 计算 }z9I`6[ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 vWPM:1A 3. 研究 r&H=i 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 c+)36/; X wdN>KS2! 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 2ID*U d* )3D+gu
应用示例详细内容 SXT@& @E 系统参数 hlSB7D"d 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 gNMKGf\Y s=
-WB0E 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 Mm:a+T E-5ij,bHv3 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 E-BOIy, :V5!C$QV 2. 说明:光源 tS_xa /h}wM6pg {Oc?C:aI= 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 8M".o n 因此,相干长度大于1m u`L!za7fi 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 #'G7mAoA 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 *Dd(+NI [FeJ8P>z
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z-t{ 3. 说明:光源 ZYl-p]\*y ;Wfv+]n9 x0AqhT5} 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 \pBYWf 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 wHo#%Y,Nmi 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 _^ CQ*+F 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 n{qa ]3 4. 说明:光学元件 4:%El+,_Y 0s+rd& (|ct`KU0# 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 $@ T6g 位相延迟平板材料为N-BK7。 {3F}Slb 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 n41\y:CAo 透镜材料为N-BK7。 SzgY2+Qq 其中心厚度与位相平板厚度相等。 G}9bCr, K_<lO,[S E``!-W 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 6f5sIg wFoR,oXtL/ JJbM)B@- 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 vt(}ga 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 >m;|I/2@ ^c[CyZ:a 6. 分光器的设置 yoQ?lh n_!]B_Vd$ 4%c7#AX[T J4K|KS7
为实现光束分束,采用理想光束分束器。 *fuGVA 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 46.q anh 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 W&~iO :'^dy%&UB 7. 合束器的设置 d@q t%r3; 61eKGcjs: !~$ YD*"S sP8-gkkor 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 V;(*\"O 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。 ,{mf+ 3&$, 7]HIE]# 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 T$8$9D_u Q,M/R6i- 37M[9m|D* 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 5)SZd) 应用示例详细内容 U~zN*2- 仿真&结果 Pi]s<3PL {$QF*j 1. 结果:利用光线追迹分析 IG3K Pmu nD?M;XN 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 1o"oa<*_ 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 77=y!SDP ZZ.0' 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 s%TO(vT +/_B/[e<> nY5n%>8 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ^$s~qQQ}B 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 %>z8:oJ 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 (Ss77~W7 .]P;fCQmM 3. 对准误差的影响:元件倾斜 }zfLm`vJ J/&*OC 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Xy8ie:D 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 |9i/)LRXe 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 "62Ysapq+ z1KC$~{O 4. 对准误差的影响:元件平移 H/la'f#o% a!J ow?( 元件移动影响的研究,如球面透镜。 Qc
=lf$ 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。 17[t_T&Ak9 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 'hHX"\|RA 9oau_Q# [@?.}! 5. 总结 y8WXp_\ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .gsu_N_v eq 1 4 4. 仿真 L"vG:Mq@D 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Cq;K,B9 QO`Sn N} 5. 计算 '*{Rn7B5 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 MVU'GHv O}iKPY8K 6. 研究 <Phr`/ 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 `r0
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g8qAJ4 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。 w0%ex#lkm &\D<n;3 扩展阅读 J3}C T yD
id`ym 1. 扩展阅读 `YU:kj<6 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 C]cT*B^ ump:dL5{ 开始视频 K~~*M?.Z - 光路图介绍 [-94=|S @ - 参数运行介绍 gl{PLLe[} - 参数优化介绍 l{SPV8[i 其他测量系统示例: %1d6j<7 - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) w
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7 d1_*!LW$ ]qG5Ne_ QQ:2987619807 WD`{kqc
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