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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) xI8v'[3 9HAK 应用示例简述 JB HnJm MJ.Kor 1. 系统说明 =h}PL22 4}Hf"L[ l 光源 EI@ep~ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) w^/"j_p@ 元件 M+lI,j+ — 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 }TU2o3Q 探测器 uU1q?|4 — 干涉条纹 WiFZY*iu5 建模/设计 @@|H8mP}H — 光线追迹:初始系统概览 jxnb<!|?H@ — 几何场追迹加(GFT+): hYh~[Kr^@^ 计算干涉条纹。 )`zfDio-1V 分析对齐误差的影响。 #uuNH( 7` t, 2. 系统说明 }:+P{ QM'>)!8
参考光路 yJw4!A 1!  E5$uvxCI 3. 建模/设计结果 (ce"ED`1 n7d`J_%s
G[!<mh4h| 4. 总结 _x?S0R1 #K/#-S 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 G_?qY#"( IeBb#Qedz 1. 仿真 Y+"Gx;F> 以光线追迹对干涉仪的仿真。 U66oe3W 2. 计算 r'u[>uY 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 m ,TYF 3. 研究 LU@+ O12 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 y#5;wb<1 .?.Q[ic 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 U&y?3 mC84fss
应用示例详细内容 mOx>p"n 系统参数 5VW*h 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 }C&kzJBEF ow,=M%x"0 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 8 9f{8B]z x<{)xP+| 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 U`ELd: _1P8rc"Dx 2. 说明:光源 (1Ii86EP +4k7ti1Qb cGe-|>: 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 WhR'MkfL 因此,相干长度大于1m <US!XMrCg 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ;]SP~kG 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 Q
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[n# 3. 说明:光源 )NS&1$ !Ql&Ls n7K\\|X 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 XRR`GBI 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 < 5#}EiT5 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 D[}qhDlX 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 viR-h
iD 4. 说明:光学元件 d512Y[ R Tof H=d _ ?Z :m 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ?BnjtefIe 位相延迟平板材料为N-BK7。 C\p _ 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Ie8jBf - 透镜材料为N-BK7。 mmrz:_ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Se
%"C& | WMq&-$D "+:IA|1wD 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 T)PH8 " `.a~G
y ]QAMCu(> 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 lVQy
{`Ns 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 4I^8f||b_ A&6qt 6. 分光器的设置 Vtr5<:eEx p8Wik<'^ Yn }Ivg EAM2t|MG. 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 fbK`A?5K 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 <v=T31aS 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 B7!dp`rPp Bys _8x} 7. 合束器的设置 &*wc` U
Gt;59} ==pGRauq CA{(x(W\: 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ^w|apI~HSE 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 q
k+(Ccl Fz4g:8qdA 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 |SF5'\d' Iib39?D W i+HHOT 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 m'i^BE 应用示例详细内容 I,xV&j+< 仿真&结果 MKN],l
N =^LX,!2zp{ 1. 结果:利用光线追迹分析 S*-/#j `upxM0gc 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 e2PM^1{_ 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ;K9rE3
7xmif YC 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 z;VabOr^ Wa|lWIMK x#{.mN 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 CAl]Kpc 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 4D-4BxN* 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 ZNEWUt{+;^ u`2[V4=L 3. 对准误差的影响:元件倾斜 3'zm)SXJ fmhqm" 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 !w9w{dtW= 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 ^
|^Q( 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 a5AD$bP aA-gl9 4. 对准误差的影响:元件平移 Cg!]x
o /{9"O y7E 元件移动影响的研究,如球面透镜。 i!JVGs 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 EeDq/h 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 \%FEQa0u ?{
0MF ny]R,D0 5. 总结 cj!Ew}o40D 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _V`Gmy[]p ?Gq|OT8 4. 仿真 ?{O >&<~ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ?U`~,oI0 c=}#8d. 5. 计算 NJ;D Qv 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
#H@rb 0Lo)Ni^" 6. 研究 @l:o0(!W 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 [0(+E2/:2 ;m+*R/ 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。 RnX:T)+o l?N|Gj;ZFZ 扩展阅读 AMhHq/Dw jd]YKaI 1. 扩展阅读 Z7X_U`Q 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 .cV<(J 5o &ZRriqsQg 开始视频 {iI"Lt - 光路图介绍 k yFq - 参数运行介绍 Whd2mKwiO - 参数优化介绍 xSQ:#o=8G 其他测量系统示例: =wEqI)Td - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) I+?9}t 12yr_ 'TF5CNX QQ:2987619807 NRM=0-16u$
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