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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) Ot#O];3  
t^zmv PDK  
应用示例简述 Ysz&/ry  
 B1!b@0^  
1. 系统说明 !9knF t43  
Mk~]0d  
 光源 kxp, ZP  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) J` J^C  
 元件 LCMCpEtY*K  
— 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 qvH7otA  
 探测器 g-Y2U}&  
— 干涉条纹 1JI\e6]I  
 建模/设计 #}Qzu~  
— 光线追迹:初始系统概览 &58+-jzW  
— 几何场追迹加(GFT+): 8 aHs I(  
 计算干涉条纹。 ;P#c!  
 分析对齐误差的影响。 05cyWg9a  
J<4 egk4  
2. 系统说明 @GpM 4>:  
] %y3*N@AZ  
参考光路 "/&_B  
XJG "Zr9  
3. 建模/设计结果 Qwm#6{5  
8 ;C_@  
LK1 r@  
4. 总结 oS/cS)N20  
23AMrDF=N  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 [o0Z; }fU  
P~5[.6gW  
1. 仿真 ,r-l^I3<  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ymxYE#q  
2. 计算 "#a_--"k9  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5D32d1A  
3. 研究 ^K#PcPF-j  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 .%pbKi `  
qx$-% P  
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。 Wx<fD()  
4t0B_o"  
应用示例详细内容 ^\z.E?v%  
系统参数 Gqz<;y  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 v~2$9x!9  
_ZnVQ,zY  
 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。 $~[k?D  
oP$l(k  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 vy t$  
4nfpPN t  
2. 说明:光源 #Tjv(O[&  
$ {iV]Xt  
$:#{Y;d  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <9]9;   
 因此,相干长度大于1m e*7nq ~ B5  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 &3SQVOW ~T  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 u7oHqo`  
b0A*zQA_)  
]5+db0  
Jv|uI1V  
3. 说明:光源  i,{'}B  
"t-u=aDl-.  
aP%2CP~_P  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 [84f[`!Ui  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 vakAl;  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 D]H@Sx  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
*vL2n>HH  
4. 说明:光学元件 f xWW "B*A  
_k0 X)N+li  
Q]Ymv:M,  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 iBq|]  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 RJo"yB$1e6  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 ^r u1QDT  
 透镜材料为N-BK7。 u*I=.  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 : "|M  
rNgFsFQ>.  
[Ch)6p  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 e;y\v/A  
VOkEDH  
DriJn`vtzq  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 JF%eC}[d  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 O>Vb7`z0<  
U4J9b p|  
6. 分光器的设置 DS@ZE Q`F  
ZeUA  e  
R. sRH/6  
6*] g)m  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 bZ-"R 6a$  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 J33enQd  
 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 t:DZow  
ZfPWH'P  
7. 合束器的设置 l\PDou@5  
As$:V<Z  
G@YX8!w U  
:x36^{7  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 gWxpGW^eZ~  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 uM!$`JN  
i8F^ N=  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Qi 3di  
t% -"h|  
\`H"4r[?(  
 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)。 h L 1q9%  
应用示例详细内容 Q>jx`68'KI  
仿真&结果 e)pQh& uD  
j.? '*?P  
1. 结果:利用光线追迹分析 (;f7/2~`  
?;s}GpEY:  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 K%Dksx7ow  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
}ze,6T*z  
%?GLMf7)  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 f`zH#{u  
ra="4T$va  
y\=(;]S'  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 l98.Hb7  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Fap@cW3?8  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
]}KoW?M  
*Y4h26  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 ^ :%"Z&  
rTBrl[&,q'  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 r-27AJu  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 hxIG0d!o  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 wA@y B"  
L*;XjacI]  
4. 对准误差的影响:元件平移 (7C&I- l  
8Iz-YG~%3  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 t<_Jx<{2  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 .~ )[>  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 K"p$ga{  
v35wlt^}  
yZ {H  
5. 总结 ~i`@  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 I)wjTTM5  
L0v& m  
4. 仿真 oV4+w_rrLc  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 4WK@ap-~  
3Uzb]D~u  
5. 计算 n5nV4 61U  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qo1eHn4  
3|$>2IRq  
6. 研究 [;bZQ6JR  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 1J}i :i&  
e-$ U .cx  
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。 ye-o'%{  
]SNA2?q  
扩展阅读 P3w]PG@  
JNQiCK,)}M  
1. 扩展阅读 z^+`S:  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 /u9Md3q*'  
x/nlIoT  
 开始视频 NGl/F{<  
- 光路图介绍 $=>(7 =l_  
- 参数运行介绍 aq ~g 54  
- 参数优化介绍 OBGA~E;%  
 其他测量系统示例: em^|E73  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) "=cWcztiP  
./_o+~\e'  
Kjbz\~  
QQ:2987619807
ldjypEa}  
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