| 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) Ol%KXq[ })v`` + 应用示例简述 ~AqFLv/% rKhhx 1. 系统说明 dF@m4U@L 8>\tD 光源 2=\} 0 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) $,@PY5r 元件 (:g ZZG — 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 y\?T%g 探测器 *H2@lrc — 干涉条纹 bdS 建模/设计 @N
tiT,3k — 光线追迹:初始系统概览 <8 $fo — 几何场追迹加(GFT+): z CS.P.$ 计算干涉条纹。 4l2/eh]Hc( 分析对齐误差的影响。 `RF0%Vm~t ?M<q95pL 2. 系统说明 >}"9heF &U.U<
参考光路 bfE4.YF  '<Fr}Cn 3. 建模/设计结果 IqA'Vz,lL d~0k}|>
%0y_WIjz 4. 总结 ,8tk]W[C o)V@|i0Js 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 w
\ U?64 ij=_h_nA 1. 仿真 ;4MC/Q/ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 iImy"$yX{ 2. 计算 6rP?$mn2 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ++gWyzD 3. 研究 Rj'Tu0l 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 QC,LHt?6 &1 BACKu 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。 nT:F{2 M; *^+]`S
应用示例详细内容 I2&R+~ktR 系统参数 >z"\l
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 0XSMby?t` |7$Q'3V 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 j*6>{_[ CVAX?c{ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 BzXTHFMSy !*\J4bJe 2. 说明:光源 ja-,6*"k )` ^/Dj; 9OS~;9YR 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 qlNB\~HCe 因此,相干长度大于1m >7$h 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 L!c.1Rf_ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 VE $Kdo^ H"; !A=0
.',d*H))E7 hN U.y 3. 说明:光源 riu_^!"Z_ =^5#o)~BB v[b|J7k 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 N?{.}-Q 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 U&'Xsz 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 O:{N5+HVG 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 W%-` 4. 说明:光学元件 j9r%OZw{ mD_sf_2> (^~0%1 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ']:>Ww.S 位相延迟平板材料为N-BK7。 ,{jF)NQaP 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 !CUy{nV 透镜材料为N-BK7。 *v:o`{vM[ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 -%_v b6u 3n)\D<f]# [KW9J}] 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 r]B`\XWz n.b_fkZNr c?%}J\<n 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 er0y~ 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 68()2v4X 3>#io^35 6. 分光器的设置 \^3cNw Vwpy/5Hmp [+wLy3_ l H{~?x 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 u|sdQ 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 p7p6~;P 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 p1']+4r% &`2$,zX# 7. 合束器的设置 vm.%)F#@ ?2<V./2F [<JY[o= CTf39R|7_ 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 m+EtB6r 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。 A,;[9J2\& GDwijZw 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2&0#'Tb jJK@i\bU_ C[[:/X(c 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)。 z]R% A:6K 应用示例详细内容 Id?2(Tg 仿真&结果 o(@^V!}V W0LJXp-v 1. 结果:利用光线追迹分析 +-PFISa<r 4<S=KFT_ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ,H@ x. 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 )rbcY0q ,F?O} ijk 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 3z!^UA>q rds0EZ4 W wF)g@cw 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 7xfN}iHG 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 p sAr>:\3 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。 0GcOI} )
B[S4K2 3. 对准误差的影响:元件倾斜 &&TAX }3S6TJ+ 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 <(x!P=NM- 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°。 kp8kp`S7 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 8M6Qn7{L hEfFMi=a` 4. 对准误差的影响:元件平移 DC,]FmWs!+ g*$yUt 元件移动影响的研究,如球面透镜。 |K'7BK_^J 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 s%@HchZ 1 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 !UX7R\qu| AfJ .SNE ;s w3MRJ 5. 总结 f= 33+8I 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #QKgY7 ~uw eBp~O 4. 仿真 Wq/0 }W. 以光线追迹对干涉仪的仿真。 &` weW M%N_4j. 5. 计算 `E5vO1Pl 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 FSyeDC^@ Wf9K+my 6. 研究 p&cJo<]=LE 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 l~$Od jf m.>y(TI 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。 ez^b{s` Ku;8Mx{ 扩展阅读 <'92\O @EGUQ|WL^ 1. 扩展阅读 k4BiH5\hA 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 )Ga 3Ji}' 1"
#W1im 开始视频 ZO!)G - 光路图介绍 -LMO
f[v? - 参数运行介绍 @+^5ze\ - 参数优化介绍 tzSg`7H! 其他测量系统示例: FW!1 0K? - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) Iw;J7[hJ&$ Xd@x(T~'X nY=]KU QQ:2987619807 uJ>_
2
|
|