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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) nuXL{tg6 #3QPcoxa 应用示例简述 lQ-<T<g =9X1 +x 1. 系统说明 0Gc@AG{ ;~EQS.Qp 光源 D]]wJQU2 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) @kqxN\DE 元件
y=Kqv^ — 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 F5Z,Jmi^M 探测器 4P&2Z0 — 干涉条纹 !g9k9 l 建模/设计 [/CGV8+ — 光线追迹:初始系统概览 ,^1zG — 几何场追迹加(GFT+): W&IG,7tr 计算干涉条纹。 y
%Q. ( 分析对齐误差的影响。 ch8a A^>@6d $2 2. 系统说明 y:W6;R ];OvV ,*
参考光路 )1uiY
f&k  (4T0U5jgT 3. 建模/设计结果 (Jk&U8y C/!.VMl^
+e-F`k 4. 总结 |oi+|r ~v+kO~ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 j#1G?MF "XR=P>
xk 1. 仿真 X0VSa{ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 3m1(l?fp 2. 计算 #i[:oC6m: 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
bDkZU 3. 研究 SM2Lbfp!u 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 zuV%`n Y~WdN<g 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。 HIXAA?_eh= qq/>E*~
应用示例详细内容 >>y`ap2%V 系统参数 "' JnFM 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 cb|+6m~ \c<
oVF' 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。 EtKq.<SJ n#lbfN 4 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 h2ROQKL"B +e>SK!kB7 2. 说明:光源 Alxf;[s J~m$7T3Af T/_u;My; 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ppyy0E^M 因此,相干长度大于1m 'D+xs}\ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ;W,* B.~ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 u>*a@3$f i#[8I-OtN/
(S~kyU!)0 ^kKLi 3. 说明:光源 ;@wa\H[3v2 WH:dcU 1l,fK)z 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ;m]V12 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 AY AU 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 +
[w 0;W_ 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 v$y\X3)mB 4. 说明:光学元件 @t%da^-HS" /Q1 b%C .g#}2:3 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 .]v>LsbhF 位相延迟平板材料为N-BK7。 b)diYsTH 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 %xkuW]xk 透镜材料为N-BK7。 aTvyzr1 其中心厚度与位相平板厚度相等。 )Te\6qM <Wn~s= N[_T3( 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 G\sx'#Whc qs]W2{-4~ TGJz[Ny 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 q,P.)\0A 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 +^AdD8U K*@?BE 6. 分光器的设置 S5).\1m h[ q[U pP`Z% G4|C227EO
b] 5dBZ( 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 8-;.Ejz!\A 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 x6/u+Urn 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 o,i_py 7!M; ?Y 7. 合束器的设置 VzT*^PFBg D$FTnY *). *d8
%FQ 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 nAP*w6m0j 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。 B&MDn']fV/ Z\0wQ;} 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 3o rSk %w&+o.k/ ]-wyZ +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)。 rCo}^M4Pb 应用示例详细内容 jZ~girA 仿真&结果 ~BI`{/O= fHaF9o+/b 1. 结果:利用光线追迹分析 3cJ'tRsp< |;J`~H"K 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 K"l~bFCZ8 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ub?dfS9$_ Bl>m`/\1i 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ~=yU%5 s@ X!hzpg(`hR %qV:h# 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 `@y~ JNf! 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 nzbVI 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 DlzL(p@r }X9&!A8z 3. 对准误差的影响:元件倾斜 /R|?v{S1 !~zn*Hm 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Ifp8oL? S; 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 o"qxR'V 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 EwBrOq`C V'b4wO1RV 4. 对准误差的影响:元件平移 m2m
;|rr hGKQK
^bn 元件移动影响的研究,如球面透镜。 %Ja0:e 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 c{kpgN 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 uBG!R#T jct=Nee| z$QoMq] 5. 总结 e=##X}4zZ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {yNeZXA> q"269W: 4. 仿真 zSA"f_e 以光线追迹对干涉仪的仿真。 #y&5pP:@ fbM>jK 5. 计算 < | |