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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) ]K%!@O!  
`QY)!$mUIF  
应用示例简述 yF/jFn  
iam1V)V  
1. 系统说明 G]aOHJ:.  
-DAlRz#d,  
 光源 <\S:'g"(  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) HLi%%"'  
 元件 i{qgn%#}Y  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 )WFr</z5bA  
 探测器 NyuQMU  
— 干涉条纹 xe$_aBU  
 建模/设计 a-J.B.A$Z/  
— 光线追迹:初始系统概览 k==h|\|  
— 几何场追迹加(GFT+): 7IM@i>p%  
 计算干涉条纹。 AT|3:]3E  
 分析对齐误差的影响。 HkVB80hv  
!Xw5<J3L-  
2. 系统说明 0Y5_PTWb+Y  
@=f\<"$vt  
参考光路 f`66h M[  
;xn0;V'=  
3. 建模/设计结果 p{dj~ &v  
wwcBsJ1{  
caX< n>  
4. 总结 1yY0dOoLG)  
@9|hMo  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 _PR4`C*  
*DhiN  
1. 仿真 | VDV<g5h  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 oe~b}:  
2. 计算 w@fi{H(R  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ?|Zx!z ($  
3. 研究 cQ_Hp <D  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 vY`s'%WV  
;YL i{  
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。 ~WV"SaA)*U  
j b!i$/%w  
应用示例详细内容 vs{s_T7Mz]  
系统参数 '@P^0+B!(.  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 7"D.L-H  
3"\lu?-E  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 8DaL,bi*.  
Od)C&N=y  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^5 Tqy(M  
d m%8K6|  
2. 说明:光源 <1M-Ro?5k  
, ++ `=o  
Kx JqbLUC  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 h@@=M  
 因此,相干长度大于1m S ByW[JE  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 y"wShAR  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 FzC'G57Kl  
DM>eVS3}  
g eCM<]  
FaJ&GOM,  
3. 说明:光源 .#pU=v#/[  
k|d+#u[Mj@  
wLr_-vJ  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 UFuX@Lu0  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 h9W^[6  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Hj,A5#|=J  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
5`:Y ye  
4. 说明:光学元件 Pgea NK5Y  
Q]>.b%s[  
N]sAji*  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 I~XSn>-H  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Z#\P&\`1z  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 q'8 2qY  
 透镜材料为N-BK7。 -3Vx76Y  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 M =r)I~  
s->^=dy  
}vM("v|M  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 J/*`7Pd  
IO-Ow!  
}`~+]9 <   
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 sON|w86B  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 d>C$+v>  
%bfQ$a:  
6. 分光器的设置 ~Jz6O U*z  
8-77d^cprR  
HA>OkA/  
_aT5jR=  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 :6\qpex  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 {{p7 3 'u  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 *!7 O~yQ  
~R92cH>L  
7. 合束器的设置 dlTt _.  
\P`hq^;  
A~t j/yq9  
Z?m3~L9L2  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 6~w@PRy  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 WI-1)1t  
%8~NqS|=  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 r<^HmpUJ  
;;N9>M?b  
NHZz _a=  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ikiypWq  
应用示例详细内容 %OOl'o"V{s  
仿真&结果 _zi|  
wDe& 1(T^  
1. 结果:利用光线追迹分析 pg)WKbV  
:X (=z;B;N  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ;@|n @ax  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
kL"2=7m;  
I4i>+:_J  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 j+  0I-p  
o:Sa, !DK  
%M|hA#04vZ  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 -C?ZB}`   
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ?+}_1x`  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
Y glmX"fLf  
2!=f hN  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 O[JL+g4  
l]l'4@1   
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 QE`bSI  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 .jWC$SVR  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 n]o<S+z  
L>4"(  
4. 对准误差的影响:元件平移 68WO~*  
8NAON5.!  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 sN01rtB(UT  
 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。 ;u46Z  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 K^<BW(s  
0{}8(  
PP33i@G  
5. 总结 R)s:rJQ=p  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jkF^-Up.  
SbrecZ  
4. 仿真 Ls+2Zbh  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 "n5N[1b k  
dn$!&  
5. 计算 Gm^U;u}=f  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 N)\. [v  
6) [H?Q  
6. 研究 N]=q|D  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 y(yHt= r  
v\%HPMlh  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 .~~T\rmI  
1JG'%8}#8  
扩展阅读 ['tY4$L(  
uGK.\PB$  
1. 扩展阅读 y'nK>)WG4  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 `% "\@<  
j@3Q;F0ba  
 开始视频 X[BIA+6  
- 光路图介绍 TpwkD_fg  
- 参数运行介绍 czgO ;3-C  
- 参数优化介绍 6wjw^m0  
 其他测量系统示例: 3<f}nfB%r?  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 2*l/3VW  
h_3E)jc  
U,{eHe ?>T  
QQ:2987619807
&d?CCb$|0Y  
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