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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) p1?}"bHk s`#hk^{ 应用示例简述 =fsaJ@q,R Ep?a>\ 1. 系统说明 0'py7 )D[ypuM& 光源 V)@MM2, — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 5ef&Ih.3 元件 fwq|8^S@ — 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 8W$="s2 探测器 5z]dA~;*2 — 干涉条纹 ("lcL2Bq 建模/设计 %x927I> — 光线追迹:初始系统概览 |iwTzlt*# — 几何场追迹加(GFT+): ~zm/n,Epb 计算干涉条纹。 z!3Z^d` 分析对齐误差的影响。 %ly;2HIk <`r+l5 2. 系统说明 #>- rKv.A ^m+W
参考光路 zHdp'J"  xc/|#TC8? 3. 建模/设计结果 `+f\Q2]Z ?s?uoZ /2
eXOFA d]>u 4. 总结 OeAPBhTmFj ky~ x4_y5 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 w-#0k.T i&HV8&KygN 1. 仿真 qXhrK
/ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 4`UT_LcI 2. 计算 b?Jm) 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 kdHql>0 3. 研究 \6'A^cE/PX 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 xw-q)u gK<- *v 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。 l3afuD: ua[\npz5
应用示例详细内容 !<LS4s; 系统参数 |X.z|wKT6 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 @s@ Orb(xLChJ 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。 @i68%6H`? &q<8tTW5 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *Vc=]Z2G^ y?JbJ 2. 说明:光源 :I$2[K *]eZ Y 1CM1u+<iZ
使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 NN:TT\!v 因此,相干长度大于1m e)xWQ=,C 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 C5M-MZaS 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 1v4kN
- mTPj@F>
\nHlI=!P OKqpc;y:D 3. 说明:光源 PGKXzp' ?c2TT
Q 5oKc=iX_3 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 0/6&2 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 uqUo4z 5T 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 !LJ.L?9qw 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 #~+#72+x7 4. 说明:光学元件 #TgJ d XZInu5( PsgzDhRv 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 KR}0(,Y 位相延迟平板材料为N-BK7。 8Vn6* Xn 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 (*RybKoaA 透镜材料为N-BK7。 @5y(>>C}8% 其中心厚度与位相平板厚度相等。 z~H Gc"~ Wj:QC<5
v nB5[]x' 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 6.|~~/ ]~^/w}(K XNUqZ-M: 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 kpH;D=; 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 PNKT \yd %D
r?.e 6. 分光器的设置 j0~3[dyqU `X='g96C1 {h"\JI! gDub+^ye>/ 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 >, E$bm2 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Q:gn>/ 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 tFaE cP qN[7zsaj 7. 合束器的设置 :\U3bkv+ yj~"C$s Q:O>k CDV b8.%? _? 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 !C#RW=h9 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。 `yAo3A9vk QYgN39gp 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 XO#)i6}G $NT9LtT@K &=Zg0Q 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 U
0RfovJ 应用示例详细内容 ~n^G<iXLp 仿真&结果 X`n0b< X-1Vp_(,TP 1. 结果:利用光线追迹分析 Qc;[mxQe ig}e@] 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6I.m c 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Mlw9#H6 \Byk`}
9 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 WcwW@cY7\ kqW<e[ 1[BvHOI2 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 =Rx?6% 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 .crM!{<Y 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 4E-A@FR J7ekIQgR 3. 对准误差的影响:元件倾斜 e=l5j"gq Ig3(|{R 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 @JEmybu 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。
p=+*g.,O 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 =O#AOw` d^5SeCs6 4. 对准误差的影响:元件平移 2nU
NI
U :{s%=\k {d 元件移动影响的研究,如球面透镜。 Ws*PMK.0 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 DRW.NL o 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 2c~?UK[1 5o| !f %?oU{KzQ@; 5. 总结 L-C/Luws 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 G0QXf tnF9Vj[#%_ 4. 仿真 L%K_.!d^ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 tOM3Gs~o6z <W51 oO 5. 计算 gZ"{{#:} 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 id tQXwa `Kc %S^C' 6. 研究 e#6&uFce 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 o`K^Wy~+k# Uaj` 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 Cre0e$ a i9\\evJs 扩展阅读 HCjn9 :uwRuPI 1. 扩展阅读 }C{}oLz 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 2b4pOM7W bj7MzlGFy 开始视频 ]tQDk4&i - 光路图介绍 @b!R2Yq - 参数运行介绍 :Q
r7:$S^ - 参数优化介绍 F%.9fUo 其他测量系统示例: 8q~FUJhU - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) e}R2J`7 ^wO_b'@v "_1-IE QQ:2987619807 4ljvoJ}xjr
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