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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) ~QSX 1w" 6):1U 应用示例简述 %Bw:6Y4LZ L\UPM+tE 1. 系统说明 e1g3a1tnWl tN<X3$aN 光源 JPn)Op6 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 2.WI".&y= 元件 (rFiHv5 — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 I?Iz5e- 探测器 -E1-(TS — 干涉条纹 H.ZF~Yuw 建模/设计 f I=G>[ — 光线追迹:初始系统概览 -TVwoK — 几何场追迹加(GFT+): Iuz_u2"C 计算干涉条纹。 U',C-56z 分析对齐误差的影响。 N& FzEs1hpl 2. 系统说明 A:Wr5`FJ HnArj_E
参考光路 uGz)Vz&3  0)SRLHTY% 3. 建模/设计结果 F%<*a,m6g 6!>p<p"Ns
2*Qi4%s# 4. 总结 O)`L(
x Xk.OyQ@ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )T"Aji-hy u
`/V1 1. 仿真 EF!J#N2 以光线追迹对干涉仪的仿真。 9;Z{++z 2. 计算 L9O;K$[s 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 nHm29{G0 3. 研究 9vP;i= fr 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 3N$@K"qM# }Q4Vy 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 i#>t<g`l g;=VuQuP|
应用示例详细内容 #WZat
?-N 系统参数 FWJ**J 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 3v\P6 5H.~pc2y 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 s8&q8r7% Z@1kx3Wx$ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ('J@GTe@xj AE>W$x8P 2. 说明:光源 c45s
#6 _!1LV[x!s 0F-{YQr> 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <c[\\
:Hh* 因此,相干长度大于1m ld]*J}cw 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 OY}FtGy 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 X PyDZk/m mP\V.^
j~>{P=_} 8)bR\s 3. 说明:光源 >)<? }(8>& )KE 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 +ZNOvcsV 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 BL 1KM2] 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 te(H6c#0 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 60^j<O 4. 说明:光学元件 ;iuwIdo6c l+@;f(8} _cQ
'3@ 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =oI[E~1< 位相延迟平板材料为N-BK7。 \"(?k>]E 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 GIzB1cl: 透镜材料为N-BK7。 exJc[G&t( 其中心厚度与位相平板厚度相等。 uX1; FShjUl>mV =xm7i#1 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ~g/"p`2-N P4Pc;8T@! ZwBz\jmbP 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 +o`%7r(R 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 k!x|oC0 %CHw+wT& 6. 分光器的设置 ~Pw9[ycn3 S?b&4\: lo>9 \ Po N_NN0 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 I}bu 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 `B@eeXa;u 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 :
B&~q$ >[aR8J/U 7. 合束器的设置 aI&~aezmN # &.syD# FDD=I\Ic AB/${RGf+ 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 AuQ|CXG-\ 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。 ^(^P#EEG nrKAK^ 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 [@lK[7 u ?YR;o4 B1_9l3RM 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)。 (G>su 应用示例详细内容 K9EHT- 仿真&结果 N 62;@Z\7 e#Ao]gc 1. 结果:利用光线追迹分析 QD,m`7( 6ioj!w<N 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ?h4[yp=w 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 LRHod1}mS 8<;. 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ]Ik~TW& uuEvH<1 CmBPCjh 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 }PK4
KRn 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 =hTJp/L 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。 hx0 t!k(3 fQib?g/G 3. 对准误差的影响:元件倾斜 n)X%&_ Pr}
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y 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 >P
j#?j*Y 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°。 t RU/[?! 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 .\oW@2,RA9 acS~%^"<_ 4. 对准误差的影响:元件平移 t#P7'9Se8 #d % v=.1 元件移动影响的研究,如球面透镜。 B bmw[Qf\ 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。 t`Bk2Cc)+ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 wqDf\k}'v T%%EWa<a E|9`J00 5. 总结 x} =,'Ko}3 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 WVyDE1K< {D8opepO) 4. 仿真 ~s&r.6DW 以光线追迹对干涉仪的仿真。 <7`k[~)VB %R4 \[e 5. 计算 (enr{1 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 VE]TT>< AAfU]4u0S 6. 研究 $)*qoV 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ;v]C8 }L^ t"Du 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。 RDSC @3% tLKf]5}f 扩展阅读 & | |