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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 jFE1k(2e  
.k_> BD];  
应用示例简述 S5%I+G3  
)\xDo<@  
1. 系统说明 1]DPy+  
9YMD[H\}V  
 光源 rzl0*CR  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) *F4"mr|\  
 元件 E2hy%y9Tp  
— 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 !Eqp,"ts7  
 探测器 htgtgW9 ^P  
— 干涉条纹 F=T};b  
 建模/设计 H!H&<71-  
— 光线追迹:初始系统概览 7,^.h<@K  
— 几何场追迹加(GFT+): [unK5l4_!  
 计算干涉条纹。 \ytF@"7  
 分析对齐误差的影响。 S)n+E\c  
6ct'O**k*&  
2. 系统说明 ?.*^#>-  
Xyz w.%4c  
参考光路 t9C.|6X  
c3L)!]kB  
3. 建模/设计结果 L lNd97Z  
?QbxC,& i  
per$%;5E"  
4. 总结 X npn{  
WVa-0;  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 zyHHz\{  
3RbPc8($Y  
1. 仿真 mFGiysM  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 6g6BE^o\  
2. 计算 &/\Q6$a  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 U8||)  +  
3. 研究 $2><4~T;|A  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 I1Jhvyd?$  
+N3f{-{"Yo  
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。 u`ezQvrcy  
D_)i%k\  
应用示例详细内容 ]YF_c,Q  
系统参数 bE6:pGr  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 5`3Wua  
'0jjoZ:  
 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。 3$~oQC  
'xG:v)(  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 o<\u Hr3  
~LG<Uu  
2. 说明:光源 g> <*qd?t  
@OB7TI_/   
^U8^P]{R|  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 -Uj3?W  
 因此,相干长度大于1m NB.s2I7  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 qhQeQ  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 \46 'j.  
<rbzsn"a  
"<=HmE-;  
tD j/!L`  
3. 说明:光源 gK#G8V-,  
8-_\Q2vG  
sI OT6L^7  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 =[D '3JB  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 oNFvRb2Rd  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 U=vh_NHj  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
_@/nc:)H  
4. 说明:光学元件 K1oSoD8c  
1Y6DzWI  
vFx0B?  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 R[bI4|t  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 -"} mmTa*<  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 MRb6O!$`C  
 透镜材料为N-BK7。 C?h}n4\B^?  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 huTWoMU  
gY/p\kwsj  
\-Ipa59U  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 tXg>R _\C  
?}Y;/Lwx  
{+N7o7  
 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)。 %-Oo9 2tP  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 n%&+yg   
@ rG=>??k  
6. 分光器的设置 '>U&B}  
XnNU-UCX  
^)i1b:4  
[6}>?  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 277Am*2  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 6b7SA ,  
 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 U:+wt}-T"  
ZmKxs^5S  
7. 合束器的设置 ,5Nf9z!hk(  
c-" .VF  
T8US` MZ  
w\{oOlE  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 cP,bob]  
 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。 --BS/L-  
^E}};CsT  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2(s-8E:  
V'm4DR#M  
n/vKxtW  
 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)。 ;%V)lP"o  
应用示例详细内容 Dqg~g|(Q<  
仿真&结果 K)_DaTmi)  
>oasA2S  
1. 结果:利用光线追迹分析 P;DGs]PF  
 WgayH  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 "qxu9Hg!  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
N799@:.  
i&',g  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 E5`KUMZkq  
J<27w3bs~p  
[W,}&  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 TZ>_N;jTZ  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Fo$'*(i  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
)|Xi:Zd5>  
T$vDw|KSVP  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 ^R;rrn{^  
x17K8De  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 /AhN$)(O  
 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 4e`-7  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 s:f%=4-7  
rc()Eo50  
4. 对准误差的影响:元件平移 %5rC`9^  
(n {,R  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ~Jlo>  
 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。  Unc_e  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 'A)r)z {X  
S*9qpes-m|  
aA3KJa  
5. 总结 n"dYN3dE  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 SM1[)jZ-  
XPd@>2  
4. 仿真 p*OpO&oodu  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 o5`LLVif5y  
f>kW\uC  
5. 计算 ^!yJ;'H\  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 dWDM{t\}\  
+u|p<z  
6. 研究 \ N;%  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 R\^XF8n6/  
eR*y<K(d  
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。 +#=l{_Z,ZJ  
'3eL^Aq  
扩展阅读 4y|%Oj  
9:1[4o)~  
1. 扩展阅读 MlmdfO%Y  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 R}J}Q b  
}[c ,/NH  
 开始视频 @?YO_</  
- 光路图介绍 8P[aX3T7G  
- 参数运行介绍 A[6D40o  
- 参数优化介绍 AttS?TZr  
 其他测量系统示例: e3!0<A[X  
- 迈克尔逊干涉仪
hUO&rov3@  
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