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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) S@@#L 0V+v)\4FE 应用示例简述 }BWT21'-Y gLwrYG7@ 1. 系统说明 /pWKV>tjj {XH3zMk[ 光源 Zg3
/,:1 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) t+#vcg,G 元件 kA/yL]m^S — 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 hz+c]K 探测器 I&f!>y?,Z — 干涉条纹 i|xC#hV 建模/设计 s]pNT1, — 光线追迹:初始系统概览 [JEf P/n|. — 几何场追迹加(GFT+): m>f8RBp]' 计算干涉条纹。 XZ: 6A]62I 分析对齐误差的影响。 g f<vQb| @!*I
mNMI 2. 系统说明 O jH"qi K}vYE7n:
参考光路 m$VCCDv  Ry40:;MYN 3. 建模/设计结果 lv#L+}T 0lU
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4. 总结 ~!P&LZ xHe"c< 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 QsBC[7<jd- P1&Irwb` 1. 仿真 x$z>.4 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ZyV^d3F@$ 2. 计算 =vsvx{o? 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _FCg5F2U 3. 研究 C[CNJ66 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 De\Ocxx QTU$mC] 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。 M4e8PRlI 1sq1{|NW~
应用示例详细内容 ]f6,4[ 系统参数 Qx8O&C?Ti 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 juQ?k xOB ~&WBA]w'+ 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。 TiKfIv 1-.(pA' 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 2LS91 C8 y[B1Y 2. 说明:光源 tlgg~MViS CYdYa| 7 iQa)8, 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 v7<r-<I[ 因此,相干长度大于1m Y?%=6S 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 @v/
8}n 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 nq\~`vH|Gd oGL2uQXX
{6mFI1;q B;t{IYhq{ 3. 说明:光源 f.:0T&%G \^dYmU _pkmHj( 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 >:0^v'[ 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 c1<jY~U 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 A~;+P 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 :H/Rhx= 4. 说明:光学元件 |AS9^w tcD5"ALJ wq]vcY9^ 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 &(NW_<( 位相延迟平板材料为N-BK7。 pwl7aC+6d 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 cRSgP{hy 透镜材料为N-BK7。 J!H)[~2/ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 GD4+f|1.* j|VX6U
Ci?RuZ" 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 G*g*+D[HM 1~S''[ 1_>w|6;e 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)。 o),@I#fM 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 EV_u8?va X\5EF7:S 6. 分光器的设置 ootkf= 1n#{c5T >[g.8'hI CIQ9dx7> 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 <o@__l. 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 W,.Exh 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 x) R4_3 iThf\ 7. 合束器的设置 A s8IjGNs{ fwSI"cfM d6A+pa'2 =g)SZK 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 uf`/-jY 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。 "F?p Y@4 >~uKkQ_p 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 c22L]Sxo I9YMxf>nI uC?/p1 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)。 $Q`\- 应用示例详细内容 v&xhS
yZ 仿真&结果 LGWQBEXw &zHY0fxX 1. 结果:利用光线追迹分析 ,9W!cD+0 gh%Q9Ni- 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 vZIx> 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
WDh*8!) QS<)* 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 GX N:= 1Ch0O__2L [L?WM>]% 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *!,k`=.([# 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 !~]'&9 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 ,DCrhk #3YYE5cB 3. 对准误差的影响:元件倾斜 p9eTrFDy? cB2~W%H 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 XpdjWLO]C< 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 Y~UWUF%aK 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 )Nl xW5 G4"[ynlWV 4. 对准误差的影响:元件平移 qO>A6 -\g@s@5 元件移动影响的研究,如球面透镜。 h[gKyxZ/t 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ":L d}~> 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 d4LH`@SUZ- =@.5J'! %D[6;PT 5. 总结 ];Y tw6A 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jC'Diu4|Q n;r
W 4. 仿真 *m&(h@l 以光线追迹对干涉仪的仿真。 +P=I4-?eX l6T5]$ 5. 计算 ?DC;Hk< 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 cB7'>L Sp@{5 6. 研究 'l._00yu 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 -7m7.>/M 5I0j>{U& 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。 zC!Pb{IaH }?Tz=hP 扩展阅读 eX o@3/ } BnPNc[I 1. 扩展阅读 m"~),QwF9 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 f6%7:B d 19i [DR 开始视频 <is%lx(GDX - 光路图介绍
-to 3I - 参数运行介绍 zG~nRt{4 - 参数优化介绍 A@n//AZM 其他测量系统示例: 6"La`}B(T8 - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) X1GM\*BE uG4Q\,R t/a QQ:2987619807 HeM-
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