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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) 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  X0VS a{  
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 z uV%`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   
1 l,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。 AYAU  
 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$y\X3)mB  
4. 说明:光学元件 @t%da^-HS"  
/Q1 b%C  
. g#}2:3  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 .]v>LsbhF  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 b)diYsTH  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 %xkuW]xk  
 透镜材料为N-BK7。 aTvyz r1  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 )Te\6qM  
<Wn~s=  
N[_T3(  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 G\sx'#Whc  
qs]W2{-4~  
TGJz[Ny  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 q,P.)\0A  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 +^AdD8U  
K *@?BE  
6. 分光器的设置 S5).\1m h[  
q[U pP`Z%  
G4|C227EO  
b] 5dBZ(  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 8-;.Ejz!\A  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 x6/u+Urn  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 o,i_py  
7!M; ?Y  
7. 合束器的设置 VzT*^PFBg  
D$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$_  
Bl>m`/\1i  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ~=yU%5 s@  
X!hzpg(`hR  
%qV:h#  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 `@y~JNf!  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 nzbVI  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
DlzL(p@r  
}X9 &!A8z  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 /R|?v{S1  
!~zn*Hm  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Ifp8oL?S;  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 o"qxR'V  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 EwBrOq`C  
V'b4wO1RV  
4. 对准误差的影响:元件平移 m2m ;|rr  
hGKQK ^bn  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 %Ja0:e  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。  c{kpg N  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 uBG!R#T  
jct=Nee|  
z$ 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 <XrXs  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 -V2f.QE%  
Eg&5tAyM  
6. 研究 8yIBx%"4MH  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 8i^ ./P  
F^.]g@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。 |A68+(3u  
SDbkPx  
扩展阅读 y ~-v0/  
Jr'a_ (~  
1. 扩展阅读 `#ff`j|a  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 bR}fj.gP  
07=I&Pum  
 开始视频 CY=lN5!J  
- 光路图介绍 ;mI^J=V3  
- 参数运行介绍 ?}KD<R  
- 参数优化介绍 ~p'|A}9[/  
 其他测量系统示例: AP`1hz4].-  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) oumbJ7X=L  
IPn!iv)  
Js:U1q  
QQ:2987619807
*oLDy1<  
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