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infotek 2023-04-12 08:26

使用相干光模拟马赫泽德干涉仪

测量系统 (]JJ?aAF  
)\e_I\-  
应用示例简述 j EX([J1  
z<ek?0?yS  
1. 系统说明 P_;oSN|>  
nL$tXm-x  
 光源 0Ec -/   
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) * PZ=$>r  
 元件 c}Qc2D3*  
— 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 yP@= x!$  
 探测器 myYe~f4=HQ  
— 干涉条纹 a'|0e]  
 建模/设计 I%ez_VG  
— 光线追迹:初始系统概览 6l=n&YO  
— 几何场追迹加(GFT+): )z aMycW  
 计算干涉条纹。 \6N\6=t!A  
 分析对齐误差的影响。 =($qiL'h  
NT/}}vES  
2. 系统说明 '? d[ ip  
{BJxRH"&6*  
参考光路 \nLO.,  
H=dj\Br`  
3. 建模/设计结果 zIL.R#|D=  
v4&*iT  
5=dg4"b]  
4. 总结 d+bTRnL  
.{Xi&[jw  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ' ft  |  
fF9vV. }  
1. 仿真 0I.7I#'3O  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 .8,lhcpY  
2. 计算 kqy Y:J  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 CV`  I.  
3. 研究 XW19hG  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ur'A;B  
"e(N h%t  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ,e;(\t:  
Gf"/fpeQx  
应用示例详细内容 ?e BN_a,r6  
系统参数 ^v,^.>P  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 M]&9Kg3   
OaEOk57%de  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 )'qZ6%  
k`N)-`O7  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 4Iz~3fqB7  
rUj]6j=e  
2. 说明:光源 rc$G0O  
{RzlmDStV  
b[/-lNrc  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <AB]FBo(  
 因此,相干长度大于1m 5VISP4a  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 nTLdknh"  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 |=SaI%%Be  
 _G`kj{J  
-qs9a}iL  
c(@)V.o2  
3. 说明:光源 rHP5;j<]  
2?HLEiI1  
or0f%wAF  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 {| Tl3  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 R7vO,kZ6Q  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 B[8  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
b,s T[!X[  
4. 说明:光学元件 S25&UwUw  
=n9|r.\&uJ  
MbF.KmV  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 TJ+yBMd*%  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 o@"H3 gz  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 1{_;`V  
 透镜材料为N-BK7。 ZXp=QH+f  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 z`'{l {  
ZMoN  
hbn2(e;FZ  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 dZ_Hj X7  
?oP<sGp  
`N$<]i]s5  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 S)p1[&" M  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 PY~cu@'k{  
>/GVlXA'  
6. 分光器的设置 GXf"a3  
[$f  
Eqnc("m)  
}fdo Aid~  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 :IvKxOv  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 :Fu.S1j$  
 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 dy`K5lC@  
r,aV11{  
7. 合束器的设置 .r$d 8J  
SCZtHEl9  
F^z&s]^~  
=UT*1-yh R  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 n}}$-xl  
 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。 7:<co  
+<7`Gn(n3  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ;(5b5PA  
#[ipJ %  
Z2!O)8  
 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)。 cba ~  
应用示例详细内容 IXc"gO  
仿真&结果 =*_T;;E  
%i 6i.TF  
1. 结果:利用光线追迹分析 @FU9!  
cA m>f[  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 3]$qY_|7  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
vu Vcv  
oF7o"NHaWa  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Db3# ;  
B}Qpqa=_c  
76Ho\}-U">  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ^`?2g[AA  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 8 6y)+h`  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
[Wf%iwB  
sba+J:#w  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 @|BaZq,g  
`o4alK\  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 C3>&O?7J*7  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 ;n`SF~CU  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 C+tB$yahO  
rlV:% k  
4. 对准误差的影响:元件平移 3g ep_ aC  
wA$ JDf)Vg  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 1g<jr.  
 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。 M^S <G  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 S+9}W/  
U|yXJ.Z3  
a/p} ?!\  
5. 总结 qJN!L))  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ->_rSjnM{  
kMd1)6%6A  
4. 仿真 oU"!"t  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^E-BB 6D  
5\S s`#g  
5. 计算 l4: B(  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 CvkZ<i){  
x6N)T4J(  
6. 研究 A~0eJaq+  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Pnl+.?  
] 40@yrc  
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。 Q^trKw~XNy  
,#?iu?i/  
扩展阅读 x#)CH}J  
eICavp  
1. 扩展阅读 WtS5i7:<Y  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 I.dS-)Y  
Q7#Yw"#G!  
 开始视频 XSOSy2:  
- 光路图介绍 1|bg;X9+  
- 参数运行介绍 v=8sj{g3,3  
- 参数优化介绍 ~$PY6s  
 其他测量系统示例: W!jg  
- 迈克尔逊干涉仪
{f1iys'Om  
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