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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) (
w(GJ/g p4;A[2Ot`: 应用示例简述 $UMxO`F |->{NUZ{ 1. 系统说明 9x/HQ(1 3jIi$X06 光源 cB
U,! — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) d]0.6T1[K 元件
h&\%~LO. — 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 I"4j152P| 探测器 D!kv+<+ — 干涉条纹 4oT1<n`r+ 建模/设计 T8 k@DS — 光线追迹:初始系统概览 'v.i' 6 — 几何场追迹加(GFT+): w#wlZ1f 计算干涉条纹。 A0sydUc 分析对齐误差的影响。 |;o#-YosP f}g )3+i 2. 系统说明 E~5r8gM,0 F gM<2$h
参考光路 p#W[he  0x!XE|7I 3. 建模/设计结果 >cEc##:5 RwMK%^b
PDaHY 4. 总结 +2!J 3{[J w?6"`Mo 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;/#E!Ja/u N"MuAUB:K 1. 仿真 4:-h\% 以光线追迹对干涉仪的仿真。 :1"{0gm 2. 计算 ZcgSVMqEX 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 iva&W 3. 研究 hc}dS$=C 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 6k"'3AKaR /gZrnd? 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。 S8mqz. @EH:4~
应用示例详细内容 n<6p 0w 系统参数 K2,oP )0.Y 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 .8hB <G "/Fp_g6#: 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。 6Clxe Lk %;kr%%t% 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *[jG^w0z8~ ;o]'7qGb 2. 说明:光源 jPg 8>Z&D Szrr`.'] *(@(9]B~ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ;u!qu$O 因此,相干长度大于1m !0:uM)_k 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 GGk.-Ew@ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 E+Z//)1Z Yz;Hu$/
U^SJWYi<Y = M^4T?{T 3. 说明:光源 %E Jv!u*- J<Di2b+ h')@NnFP1 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 wvsKnYKX 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 iErY2~? 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 8X`iMFa.P 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 4VINu9\V 4. 说明:光学元件 8#NtZ b=v {Y-<#U~iH 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =!m5'$Uz> 位相延迟平板材料为N-BK7。 [mphiH/ 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 3RG*:9 透镜材料为N-BK7。 nPh5(&E 其中心厚度与位相平板厚度相等。 pMM,ox" ,R/HT@ n[ip'*2L 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 2='gC|&s6 .w3.zZ0[ n;8[WR) 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)。 <a7y]Py 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 KB49~7XjQ@ HbQ `b 6. 分光器的设置 VqqI%[!Aw i:W.,w%8 $j*%}x~[ xayo{l=uGv 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 XB*)d
9'8 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 !Kr|04Qp#x 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 8px@sXI*` p\OUx Am 7. 合束器的设置 @qk$
6X ,.[T]37 SskvxH+7 $,$bZV 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 {/`iZzPg 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。 m UY+v>F bb}zn'xC 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 (A(7?eq !_CBf#0 *TQXE:vZ[ 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)。 $5kb3x<W 应用示例详细内容 y}5V3)P 仿真&结果 9/3gF)I} l"^'uGB'
1. 结果:利用光线追迹分析 S]&f+g}&w P34UD: 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 4ti\;55{W 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ApHs`0=( Z5iP1/&D 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 AsJN~<0h "8}p>gS D/QSC]" 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 tY~gn|M 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 e;L++D 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 A;ip
V :) 5(RFkZn4[ 3. 对准误差的影响:元件倾斜 C+ar]Vi kt?G\H!} 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 {a aI<u 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 FG/". dU 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 j"6r]nc& ybLl[K(D= 4. 对准误差的影响:元件平移 y#F`yXUj | a001_Wv 元件移动影响的研究,如球面透镜。 YaiogA 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ]DVZeI03@ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 M )4-eo `{w.OK -PX Rd)~ 5. 总结 FYPv:k 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ILi{5L 'fpm] *ig 4. 仿真 JSz;>
以光线追迹对干涉仪的仿真。 zq]I"0Bi. :/YHU3 ~Y 5. 计算 Y%<y`]I 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 %oPW`r y!_*CYZ~m 6. 研究 U9w0kcUw#J 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 6ub-NtVu s
Dq{h 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ,U`:IP/L hr@c7/L 扩展阅读 [+,%T;d; -Q3jK)1 1. 扩展阅读 xvo""R/g8 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 \S#Mc 581Jp'cje 开始视频 z[Sq7bbYO - 光路图介绍 iCd$gwA>F - 参数运行介绍 sVXIR - 参数优化介绍 gbvM2 其他测量系统示例: {Hc [H- - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) =VA5!-6<Uq vh+ '
W { #?$p i[ QQ:2987619807 Iv,Ub_Ll9
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