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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) NkYC( ;g Wrs6t 应用示例简述 ""x>-j4 IAb-O 1. 系统说明 _PGS"O?j ]I(<hDuRp 光源 f<*-; — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) kB]*2o9-3 元件 %KW NY(m — 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 }/M`G]wT# 探测器 BH2JH>'X — 干涉条纹 ETrL3W< 建模/设计 c>L#(D\\ — 光线追迹:初始系统概览 }/}eZCaG — 几何场追迹加(GFT+): @8U8> 'zDE 计算干涉条纹。 Fqg*H1I[ 分析对齐误差的影响。 m4RiF "~6IjW*/ 2. 系统说明 {i/7Nx O*m9qF<
参考光路 Z>J3DH  _E4_k%8y 3. 建模/设计结果 FUs57
V F3&:KZ!V&m
KqFiS9 N5 4. 总结 VMJK9|JC[ 8W}rSv+ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 cb%ML1c +p0Y*. 1. 仿真 $c7Utms 以光线追迹对干涉仪的仿真。 >W^)1E,Qh 2. 计算 bipA{VU 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 =7Sw29u< 3. 研究 ew*;mQd 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 KBwY _ z_A34@a 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。
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应用示例详细内容 Jek3K& 系统参数 8o[+>W 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 PvVn}i %DuSco" 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 qHC/)M#L t[X,m]SX 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 r,cK#!<% ;Wig${ 2. 说明:光源 BaOPtBYA: <gx"p#JbZ wo_iCjmK 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 @S?D}myD 因此,相干长度大于1m Z]=9=S|
.4 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 .oz(,$CS" 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 1L<X+,]@
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G|)fZQ1nS \zV'YeG 3. 说明:光源 );L +)UV mM-7
jz N A9ss 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 -SKcS#IF 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 bXK$H=S Bz 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 8|-064i> 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 P*9L3R*=N 4. 说明:光学元件 Pc=:j( "Sd2VSLg BnIZ+fg= 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 `&>CK`%Xu 位相延迟平板材料为N-BK7。 m'5rzZP 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 J3AS"+] 透镜材料为N-BK7。 2jH&@g$cl; 其中心厚度与位相平板厚度相等。 hdurT q{RT~,% VMV~K7%0 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 bT c'E# a~O](/+p; ~:):.5o 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 i`" L?3T 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 X1\ao[t<;c j8{,u6w)- 6. 分光器的设置 z)&GF$* i0*6o3h aXyg`CDv :qO)^~x 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 I=o/1:[- 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 i T&Y9 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 =-8y= >}>cJh6 7. 合束器的设置 Xsv^GmP+ * AjJf)o hPgDK.R' R9O[`~BA2 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 1J O@G3, 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。 -
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@"@kbr 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 e?eX9yA7F .GNl31f0 GXx/pBdy[4 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)。 Y lEV@ 应用示例详细内容 /d]{ #,k 仿真&结果 t/0h)mL} y/yg-\/XF 1. 结果:利用光线追迹分析 wNhtw'E8 l?swW+x\ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 TrC :CL 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 EJZb3 L(i0d[F 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 +5IC-=ZB !L\P.FP7b sH{4 .tw 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 6qp'
_? 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 0w<qj T^U 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。 GJIM^ $09PZBF,i 3. 对准误差的影响:元件倾斜 %)@3V8 OI 0xe*\CAo 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 >ISN2Kn
因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 ^Q""N< 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 b_xGCBC R=u!RcvR 4. 对准误差的影响:元件平移 @8xa"Dc &Eqa y' 元件移动影响的研究,如球面透镜。 0R[onPU_vZ 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 :OvTZ ?\ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。
{]=oOy1 'Xw>?[BB (jB_uMuS 5. 总结 A%dI8Z, 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 FW7@7cVoF
*^b<CZd9 4. 仿真 wUBug 以光线追迹对干涉仪的仿真。 zM*PN|/%sH { WW!P,w 5. 计算 e#jkp' 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ($A0umW1% <>|/U ` 6. 研究 U>jLh57 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 It8m]FN o\7q! 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。 M~k2Y$}R #X?#v7i",D 扩展阅读 *dE5yS`H r%DaBx!x8 1. 扩展阅读 JK@"
& 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 tfb_K4h6, o(_~
st< 开始视频 #>/stU- - 光路图介绍 4|[)D/N - 参数运行介绍 _onEXrM - 参数优化介绍 /,cyp. 其他测量系统示例: Udbz;^( - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Kgw_c:/' 'z.:
e+Q_ >UUT9:,plA QQ:2987619807 &z"sT*3
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