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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) }31Z X  
?Rr2/W#F  
应用示例简述 9 [Y-M  
P LR0#).n  
1. 系统说明 )D@~|j:  
WeJ@x L  
 光源 ^k/i-%k0  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) {aOkV::  
 元件 fZN><3MO>  
— 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 W>-B [5O&[  
 探测器 WFv!Pbq,  
— 干涉条纹 ;_"U "?h_J  
 建模/设计 !@L=;1,  
— 光线追迹:初始系统概览 >fs2kha  
— 几何场追迹加(GFT+): ukAKFc^)k  
 计算干涉条纹。 H[WQ=){  
 分析对齐误差的影响。 -n))*.V  
h5~n 1qX  
2. 系统说明 |+f-h,  
)u} Q:`9  
参考光路 gPXa>C  
1|| nR4yK  
3. 建模/设计结果 +l 0g`:  
{ERMGd6Jp  
hv)8K'u  
4. 总结 *dsX#Iz  
*b|NjwmB  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ff2d @P,!  
;)hw%Z]Jj$  
1. 仿真 Jfhk@27T  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 )e%}b -I'r  
2. 计算 Paf%rv2  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 W<,F28jI3v  
3. 研究 w=_Jc8/.  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 i'HQQWd  
pV\YG B+  
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。 S\x=&Rz  
URTzX 2'[  
应用示例详细内容 >,5i60Q  
系统参数 L8$1K&!  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 c z'5iK  
+s[\g>i  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 @4GA^h  
On_@HQ/FI  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 7[#xOZT  
6[P-Ny{z  
2. 说明:光源 `lpz-"EEV  
>)nS2b OE  
Im72Vt:p-  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 9U_ks[Qa  
 因此,相干长度大于1m V%ii3  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 7}o/:  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 l?qqqB  
|zsbW9 W*m  
9";sMB}W*  
qYB~VE03  
3. 说明:光源 PS>x,T  
:7.Me ;RA  
V2d,ksKwn  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ]ya; v '  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Djt%r<  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Qst$S}n  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
+OaUP*\Dd  
4. 说明:光学元件 '?5j[:QY@  
@R6 ttx  
#?O &  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 #;VA5<M8  
 位相延迟平板材料为N-BK7。  J m{  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 &Z("D7.G  
 透镜材料为N-BK7。 tNaL;0#Tx  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 @r7:NU}  
epD?K  
,_v|#g@{  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 8F5|EpB9M  
Rd&9E  
R[[ ,q:4  
 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)。 n%%7KTqu  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。  Gs0H@  
zd %rs~*c  
6. 分光器的设置 N;sm*+r  
wEft4 o  
rfcN/:k  
P87# CAN  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 D)$8 W[  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 j f~wBm d7  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 3\$wdUFr  
*s4\\Wb=  
7. 合束器的设置 TV59(bG.2  
@J 'YV{]  
Vzlh+R>c  
.giz=* q+  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 .i"W8~<e  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 ]c)_&{:V  
_c(4o:  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 R3.*dqo$  
k\)Cw  
W m&  
 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)。 |Bo .4lX  
应用示例详细内容 PgM(l3x  
仿真&结果 yx{3J  
dR^"X3$  
1. 结果:利用光线追迹分析 G%l u28}D  
N!&:rK  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ,Ds.x@p  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
yl&UM qI(  
F _3:bX  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 +/{L#e>   
{D&9UZm  
->{d`-}m'  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 A Io|TD5{~  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 n'FwM\  
 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。
R,2P3lv1v@  
v 4/-b4ET  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 ?DV5y|}pj  
Ucw yxX I  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。  :nY 2O  
 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°。 Kn;D?ioY  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 GwU?wIIj^  
WCJxu}!  
4. 对准误差的影响:元件平移 F/c$v  
+UN<Zp7I/  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 0IkM  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 :aLT0q!K  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ^L4Qbc(vJ  
q% >'4_  
sM[I4 .A3  
5. 总结 }G<T:(a  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &;TJ~r#K  
UYP9c}_,4  
4. 仿真 7%?jL9Vw  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 sZgRt  
*u6Y8IL1  
5. 计算 ,Tagj`@bHc  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 gR^>3n'  
[%A4]QzWh  
6. 研究 ]q5`YB%_  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 4\ c,)U}  
\VMD$zZx  
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。 e?0q9W  
y&[y=0!  
扩展阅读 t+r:"bb  
 =SOe}!  
1. 扩展阅读 Scm36sT{  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 2Se?J)MN  
`fXyWrz-k  
 开始视频 rX7QbAB  
- 光路图介绍 6 9y;`15  
- 参数运行介绍 &ZHC-qMRK  
- 参数优化介绍 ''OfS D_g  
 其他测量系统示例: _96~rel_P  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ,tH5e&=U01  
,6^ znOt  
`IpA.| Y  
QQ:2987619807
`p kMN  
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