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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) 5v)^4(
) <?KPyg2 应用示例简述 ~#sD2b`0 HDHG~<s 1. 系统说明 v0\l~_|H teJt.VA7) 光源 ']1n?K=A — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) BYq80Vk%@ 元件 '5BD%#[ — 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 TmG);B} 探测器 zWEPwOlI1P — 干涉条纹 =~+ WJN 建模/设计 D5lQ0_IeW — 光线追迹:初始系统概览 eM<N?9 s — 几何场追迹加(GFT+): Y)1/fEM 计算干涉条纹。 \ASt&'E 分析对齐误差的影响。 e'K~WNT 5skN'*oG 2. 系统说明 /TpTR-\I0 }3{eVct#|
参考光路 {$^'oRk  qPQIcJ 3. 建模/设计结果 #dZs[R7h =P(*j7=
`9^tuR, 4. 总结 4H#-2LV` +Uq|Yh'Q 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Iq+N0G<j zKd@Ab 1. 仿真 M`cxxDj&j 以光线追迹对干涉仪的仿真。 axnlI*! 2. 计算 eN=jWUoCh 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v&d1ACctJ 3. 研究 N{v)pu. 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 p / ITg [Z$H<m{c- 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。 t8*Jdd^3Z/ (.4lsKN<
应用示例详细内容 zS%XmS\ 系统参数 v6*0@/L
M 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 >&(#p@# q^aDZzx,z 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。 : "85w#r C8-7XQ=B:b 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 /.SG? 5t4 sycAAmH< 2. 说明:光源 K?uZIDo 3uuIISK ]DVr-f
~ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 K0.aU 因此,相干长度大于1m PT~htG<Fw 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 y#GHmHeh 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 &D<R;>iI L I<S
dbby.% sT)>Vdwf_ 3. 说明:光源 L2XhrLK.| :F:1(FDP ?h}NL5a 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 XKWq{,Ks 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 \BnU?z 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 : B^"V\WE 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 0-Mzb{n5 4. 说明:光学元件 ?AyxRbk `s7pM ,jY:@<n 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 :r*hY$v 位相延迟平板材料为N-BK7。 0/GBs~P 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 ng%[yY 透镜材料为N-BK7。 r9ulTv}X 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^\}qq>_ *`H*@2 'n'>+W: 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 aKj|gwo!
NxHUOPAJc eAlOMSL\ 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 wKM9fs 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 U`(=iyWP= od)TQSo 6. 分光器的设置 99=~vNn t{>K).' ~(R=3 u$d[&|`>_ 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 KuP#i]Na 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Yz/Blh%V 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 G0
)[(s a`'>VCg 7. 合束器的设置 t.(
`$ Rt#QW*h\|i M/W"M9u "
aG6u^% 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 <U3X4)r 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。 =Kkqk 0"R>:f} 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 B'yjMY![
t(3f} ? /WnCAdDgZ 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)。 (l99a&]t 应用示例详细内容 _pTcSp3 仿真&结果 E+ /Nicn= j=O+U_w 1. 结果:利用光线追迹分析 uY5|Nmiu p7|I>8ur. 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Jx+6Kq( 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 64u(X^i
o
]*yI[\ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 63oe0T& 5=?P6I_$G }h^
fX 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 A]bQUWt2 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 "B3jq^ 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}@b2Wc* 3=
=["hO 3. 对准误差的影响:元件倾斜 b=EI?XwJ 1?.CXqK 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 ":/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°。 `Q*`\-8J 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 E>_Rsw * 77M!2S_E 4. 对准误差的影响:元件平移 GKoYT{6 +^BThrB 元件移动影响的研究,如球面透镜。 8w:ay,= 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。 ~<_#%R! 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 9Kd=GL_ GN|"RuQ qArR5OJ 5. 总结 Nr*l3Z>LD 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 XCI Iy_5k8] 4. 仿真 Ar>B_*dr 以光线追迹对干涉仪的仿真。 9?\cm}^? E 3'I; 5. 计算 xo@1((|z 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )x!q;^Js9A `<tRfl}qs 6. 研究 h{)m}"n<R 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ajycYk9<m :P-H8*n"" 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。 |cC3L09 }Cu:BD.zQ 扩展阅读 ^KbR@Ah $ #!oejLD 1. 扩展阅读 |.9PwD8~VD 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 7X(2SI3m tpSgbGzp 开始视频 )cH\i91 - 光路图介绍 Sd6O?&( - 参数运行介绍 @]Vcl"t - 参数优化介绍 - egTZW- 其他测量系统示例: #f(a,,Uu' - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) cWQJ9.:7 T}!9T!(HdF uT]$R QQ:2987619807 `RY}g;
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