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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) Wa'm]J fHacVjJ 应用示例简述 4fau
9bW =Cp}iM 1. 系统说明 J0yo@O g({dD; 光源 *h2)$^P% — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) h9j/mUwV 元件 |^t8ct?x~ — 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 }zqYn`ffD 探测器 bS*oFm@u — 干涉条纹 h7[PU^ m 建模/设计 pu5-=QN — 光线追迹:初始系统概览 =xPBolxm5U — 几何场追迹加(GFT+): 5#$5ct 计算干涉条纹。 84YZT+TEN 分析对齐误差的影响。 X]v.Yk=wu 1}jwv_0lL 2. 系统说明 Hbi2amfBu p Yaq1_<+
参考光路 P:2 0i*QU  "~aCW~ 3. 建模/设计结果 NTL`9b c!=^C/5Ee
2B&|0&WI 4. 总结 ~U_,z)<`)c zIgD R 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \F8*HPM=* Dv[ 35[Yh 1. 仿真 i*Ee(m]I 以光线追迹对干涉仪的仿真。 yXL]uh#b 2. 计算 tS&rR0<OW 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 jwZBWt )5 3. 研究 1U< g 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 d`&F )gP0+W!u 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Jp]eFaqp :s`\jJ
应用示例详细内容 x1{gw 5: 系统参数 xk$U+8K 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 J\x.:=V =)9@rV&~ 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。 G!3d!$t
2^C>orKQ0 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 q(I`g;MF U#U nM,3% 2. 说明:光源 ?\NWKp ULIpb QL_9a,R'r 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 cN\Fgbt 因此,相干长度大于1m x)Ls(Xh+g 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ]7yr.4?a 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 m'P,:S)= I,d5Y3mC
dr iw\ =vZF/r 3. 说明:光源 ~i y]X:U D!d1%hac wio}<Y6Xz 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 O#962\ 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 x[5uz)) 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 K6l{wyMb| 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 MF["-GvP/ 4. 说明:光学元件 QBI;aG<+b>
BHa'`lCb ]1(G:h\ 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ht1d[ 位相延迟平板材料为N-BK7。 HM(S}> 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 r1)@ 7Nt 透镜材料为N-BK7。 fyE#8h_>4 其中心厚度与位相平板厚度相等。 1SGLA"r ,_(AiQK yhpeP 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 .sOEqwO}> C[xY 0<^B (7Q
Fy 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 n$oHr 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 J*} warf& gL:Vj%c 6. 分光器的设置 awic9uMH ;mAlF>6]\ 2/W5E-tn )Z0bMO< 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 j aEUz5 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 KtO|14R: 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&j}f NB|yLkoDyI 7. 合束器的设置 DZ7<-SFU 0<";9qN)6 n+XLZf# d~F4 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ;"K;D@xzh] 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。 i l5Qo hE|W%~Jx 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ym=7EY?o -E(0}\ #NZ#G~oeO 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)。 4{rqGC/ 应用示例详细内容 ~>"m`Q&[ 仿真&结果 P<5v\\ FP_q?=~rFs 1. 结果:利用光线追迹分析 O DO'!T- n,_q6/! 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 #{DX*;1m 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Sr#\5UDS ls*bCe 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 S[ln||{ !w;oVPNg {)?:d6" 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 fR$_=WWN>h 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 "-T[D9(A 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 x,% %^( d^(7\lw| 3. 对准误差的影响:元件倾斜 qbsmB8rh .V
元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 @$aGVEcU$ 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°。 Pb`Uxv 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 @/,:".
SM Ht9QINo 4. 对准误差的影响:元件平移 je`Ysbe n YstR
T1 元件移动影响的研究,如球面透镜。 8= kwc 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。 ki6Lt 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 90[6PSXk R0g^0K. F(?O7z"d 5. 总结 n muzTFs= 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >'1[Bh 5(=5GkE)> 4. 仿真 \}Al85 以光线追迹对干涉仪的仿真。 y<g1q"F m!K`?P]:N 5. 计算 T T@U_^o 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (hJ&`Tt &.l^> # 6. 研究 ?:42jp3 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 )! eJW( lHUd<kEC 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。 ~NMx:PP QdrZi.qKH 扩展阅读 2{Y~jYt{h awv$ }EFo 1. 扩展阅读 sg8[TFX@Z 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 KTq+JT u er8T:.Py 开始视频 l+a1 `O - 光路图介绍 _70Z1_; - 参数运行介绍 Kr5(fU - 参数优化介绍 Rb!y(&>v 其他测量系统示例: E|vXM"zFl - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ]t0St~qUL) 3_ly"\I\ W#P`Y < u$ QQ:2987619807 kV+%(Gl8
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