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infotek 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) ( w(GJ/g  
p4;A[2Ot`:  
应用示例简述 $UMxO`F  
|->{NU Z{  
1. 系统说明  9x/HQ(1  
3jIi$X06  
 光源 cB U,!  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) d]0.6T1[K  
 元件  h&\%~LO.  
— 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 I"4j152P|  
 探测器 D!kv+<+  
— 干涉条纹 4oT1<n`r+  
 建模/设计 T8 k@DS  
— 光线追迹:初始系统概览 'v.i' 6  
— 几何场追迹加(GFT+): w#w lZ1f  
 计算干涉条纹。 A0sydUc  
 分析对齐误差的影响。 |;o#-YosP  
f} g)3+i  
2. 系统说明 E~5r8gM,0  
F gM<2$h  
参考光路 p#W[he  
0x!XE|7I  
3. 建模/设计结果 >cEc##:5  
RwMK%^b  
PDaHY  
4. 总结 +2!J3{[J  
w?6"`Mo  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;/#E!Ja/ u  
N"MuAUB:K  
1. 仿真 4:-h\%  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 :1"{0 gm  
2. 计算 ZcgSVMqEX  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 iva&W  
3. 研究 hc}d S$=C  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 6k"'3AKaR  
/gZrnd?  
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。 S 8mqz.  
@EH:4~  
应用示例详细内容 n<6p0w  
系统参数 K2,oP )0.Y  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 .8hB <G  
"/Fp_g6#:  
 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。 6Clxe Lk  
%;kr%%t%  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *[jG^w0z8~  
;o]'7qGb  
2. 说明:光源 jPg8>Z&D  
Szrr`.']  
*(@(9]B~  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ;u!qu$O  
 因此,相干长度大于1m !0:uM)_k  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 GGk.-Ew@  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 E+Z//)1Z  
Yz;Hu$/  
U^SJWYi<Y  
=M^4T?{T  
3. 说明:光源 %E Jv!u*-  
J<Di2b+  
h')@NnFP 1  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 wvsKn YKX  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 iEr Y2~?  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 8X`iMFa.P  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
4VINu9\V  
4. 说明:光学元件 8#NtZ  
 b=v  
{Y-<#U~iH  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =!m5'$Uz>  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 [mph iH/  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 3 RG*:9  
 透镜材料为N-BK7。 nPh 5(&E  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 pMM,ox"  
,R/HT@  
n[ip'*2L  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 2= 'gC|&s6  
.w3.zZ0[  
n;8[WR)  
 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)。 <a7y]Py  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 KB49~7XjQ@  
HbQ `b  
6. 分光器的设置 VqqI%[!Aw  
i:W.,w%8  
$j*%}x~[  
xayo{l=uGv  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 XB*)d 9'8  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 !Kr|04Qp#x  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 8px@sXI*`  
p\OUxAm  
7. 合束器的设置 @qk$ 6X  
,.[T]37  
SskvxH+7  
$,$bZV  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 {/`iZzPg  
 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。 mUY+v>F  
bb}zn'xC  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 (A(7?eq  
!_CBf#0  
*TQXE:vZ[  
 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)。 $5kb3x<W  
应用示例详细内容 y}5V3)P  
仿真&结果 9/3gF)I}  
l"^'uGB'  
1. 结果:利用光线追迹分析 S]&f+g}&w  
P34UD:  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 4ti\;55{W  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
ApHs`0=(  
Z5 iP1/&D  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 AsJN~<0h  
"8}p>gS  
D/QSC]"  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 tY~gn|M  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 e;L++D  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
A;ip V :)  
5(RFk Zn4[  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 C+ar]Vi  
kt?G\H!}  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 {a aI<u  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 FG/".dU  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 j"6r]nc&  
ybLl[K(D=  
4. 对准误差的影响:元件平移 y#F`yXUj  
| a001_Wv  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 YaiogA  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ]DVZeI03@  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 M)4-eo  
 `{w.OK  
-PXRd)~  
5. 总结 FYPv:k   
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ILi{5L  
'fpm] *ig  
4. 仿真 JSz;>  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 zq]I"0Bi.  
:/YHU3~Y  
5. 计算 Y%<y`]I  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 %oPW`r  
y!_*CYZ~m  
6. 研究 U9w0kcUw#J  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 6ub-NtVu  
s Dq{h  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ,U`:IP/L  
h r@c7/L  
扩展阅读 [+ ,%T;d;  
- Q3jK)1  
1. 扩展阅读 xvo""R/g8  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 \S #Mc  
581Jp'cje  
 开始视频 z[Sq7bbYO  
- 光路图介绍 iCd$gwA>F  
- 参数运行介绍 sVXIR  
- 参数优化介绍 gbvM2  
 其他测量系统示例: {Hc [H-  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) =VA5!-6<Uq  
vh+ ' W  
{#?$ p i[  
QQ:2987619807
Iv,Ub_Ll9  
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