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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) 2gg5:9  
onHUi]yYu{  
应用示例简述 /XtxgO\T.  
\E]s]ft;+  
1. 系统说明 P=(\3ok  
}7wQFKME  
 光源 !@p@u;djJ  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) yrE|cH'f0  
 元件 [[LCEw  
— 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 #eR*|W7o  
 探测器 yngSD`b_P  
— 干涉条纹 s:i$s")  
 建模/设计 kplyZ  
— 光线追迹:初始系统概览 `SFI\Y+WDT  
— 几何场追迹加(GFT+): gV$Lfkz  
 计算干涉条纹。 mY |$=n5X  
 分析对齐误差的影响。 0_,V}  
Cp_"PvTmT  
2. 系统说明 E.}T.St  
:M'3U g$t  
参考光路 r }pYm'e  
"e@JMS  
3. 建模/设计结果 M)i2)]F S  
DLJu%5F  
Rb',"` 7  
4. 总结 }#a d  
Ag#p )  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Ub4j3`  
!pQQkZol  
1. 仿真 Q<wrO  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 83OOM;'  
2. 计算 3' mQ=tKa  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 $l7 <j_C  
3. 研究 xBl}=M?Qu  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 {[NBTT9&  
mst-:F[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析。 $:{uF#  
gM^ Hs7o,  
应用示例详细内容 x_s9DkX  
系统参数 ,M5zhp$  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 -jFvDf,M,D  
~eA7:dZLb  
 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。 D}&U3?g=  
u\<z5O  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 [8l8 m6  
= 0Z}s  
2. 说明:光源 bX=A77  
BJB'o  
@'7'3+ c  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 65)/|j+  
 因此,相干长度大于1m !J3g,p*  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 3tA6r  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 Jx.Jx~  
E}b" qOV  
[(F.x6z)  
[59_n{S 1  
3. 说明:光源 gcQ>:m i  
ApG_Gd.  
xbvZ7g^  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ,1a6u3f,  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 */u_RJ  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ~]O~a}]g(  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
S)>L 0^M1  
4. 说明:光学元件 ?|w>."F  
es6!p 7p?  
-V%"i,t  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 f)Z$ ,&  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 9B{,q6  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 &l/2[>D%4  
 透镜材料为N-BK7。 pi 7W8y  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 v1oq[+  
b>er'U  
.-awl1 W  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 .!/DM-C  
wzwEYZN(q  
P\pHos  
 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)。 +? E~F  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 f(6`5/C  
HQCxO?  
6. 分光器的设置 bqWo*>l  
!D!~4h)  
&CpxD."8x  
iqreIMWz  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 iP]KV.e'/C  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ~k^rIjR  
 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  _zvCc%  
NTb mI$(  
7. 合束器的设置 ? %XTD39  
/Nt#|C>  
GL-v</2'U  
6!*be|<&  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ikX"f?Q;S2  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 o$;t  
^~9fQJNs  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 eyUguA<lK\  
@a$_F3W  
,R#pQ 4  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 YcOPqvQ  
应用示例详细内容 }Go?j# !  
仿真&结果 #I8)|p?P  
LM\H%=*L  
1. 结果:利用光线追迹分析 X'Q?Mh  
"\cDSiD  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 l25_J.e  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
KSDz3qe  
p!B& &)&db  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ]9qY(m  
+O"!*  
FjR/_GPo6  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 @6h ,#8#  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 IJa6W`}  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
0)F.Y,L  
E:vgG|??  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 D+m#_'ocL  
iMjoa tt  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 K</EVt,U~  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 )l?1 dR:sP  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 JYbsta  
%hDx UZ#0  
4. 对准误差的影响:元件平移 uDD{O~wF,  
A.tXAOM(VW  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ~&HP }Q$#f  
 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。 TWE>"8]  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 [x{z}rYH  
" GRR,7A  
;>hRj!  
5. 总结 gxnIur)  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #dA9v7  
{=K);z  
4. 仿真 Ey|{yUmU+  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 `vjn,2S}  
I+2#k\y  
5. 计算 g y5^JL  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9*~bAgkWI  
!0-KB#  
6. 研究 (A(j.[4a  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ;k ?Z,M:  
\k4tYL5  
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。 Gh%R4)}  
[}$jO,H5r  
扩展阅读 4y*"w*L  
F $/7X~*  
1. 扩展阅读 M$u.lI  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 gn//]|#H+  
5Ve`j,`=<  
 开始视频 ;*%3J$T+  
- 光路图介绍 qu\cU(H|  
- 参数运行介绍 >}T}^F  
- 参数优化介绍 e5AZU7%.  
 其他测量系统示例: G&Fe2&5!w  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) o|G'vMph  
B4@1WZn<8  
-kF8ZF  
QQ:2987619807
2dsXG$-W2  
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