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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 <+${gu?^  
!$^LTBOH3  
应用示例简述 *mj3  T  
'6W|,  
1. 系统说明 j?cE0 hz  
uf&Ke k,  
 光源 M?zwXmTVW0  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ]2o?Gnn@  
 元件 BjyGk+A   
— 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 BD (  
 探测器 0]^ke:(#  
— 干涉条纹 *#2]`G)  
 建模/设计 g4 G?hv`R  
— 光线追迹:初始系统概览 ,"Nfo`7  
— 几何场追迹加(GFT+): WTP~MJ#C  
 计算干涉条纹。 [N4#R  
 分析对齐误差的影响。 XrD@q  
XAf,k&f3  
2. 系统说明 lYt|C^  
vuE 1(CR  
参考光路 r.T!R6v}  
[ym ynr3M  
3. 建模/设计结果 .W)%*~ O!;  
ic_q<Y}  
gnPu{-Ec*  
4. 总结 `96PY !$u  
Z_qOQ%l  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 -*I Dzm  
3HP o*~"]  
1. 仿真 tEXY>=  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 `swf~  
2. 计算 L]C|&K P  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Y={_o!9  
3. 研究 <+wbnnK  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ^YLk&A)X  
z|:3,$~sN  
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。 o2C{V1nB  
yRt>7'@X  
应用示例详细内容 97%S{_2m/  
系统参数 wNX2*   
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ~ojH$=K>d  
dO{a!Ca  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 Jbrjt/OG#I  
 gh{Z=_  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 CPto?=*A  
5A~lu4-q  
2. 说明:光源 };z[x2l^  
O"D0+BK79e  
+l " z  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 }?0At<(d  
 因此,相干长度大于1m sKvz<7pag  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 7vRFF@eq}  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 1+f>tv  
.D~ZE94@  
w[bhm$SX]B  
0pYCh$TL1  
3. 说明:光源 &ZmHR^Flz  
U49#?^?  
HFr#Ql>g  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 @.PVUP  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 iL%Q@!ka  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?G48GxJ  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
^WZcM#~TL  
4. 说明:光学元件 J(%Jg  
nMniHB'  
wcdD i[E>i  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 I(cy<ey+e  
 位相延迟平板材料为N-BK7。  o IUjd  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 zi-; 7lT  
 透镜材料为N-BK7。 HH\6gs]u  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 B_^ ~5_0:  
Bbb_}y|CA  
w4S0aR:yL  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 xS4B"/  
Jj~c&LxrO  
)<.BN p  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 qB`-[A9HPe  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 {Q&@vbw'  
qMk"i@"  
6. 分光器的设置 ,}("es\b  
7lo`)3mB  
@+9x8*~S'  
/G zA89N(  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 IsaL+elq|  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 <`B4+:;w6  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 *bl*R';  
Z/|oCwR  
7. 合束器的设置 0X`sQNx  
f`8]4ms"  
9^;)~ G  
7 +RsZu  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 DE{tpN  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 muAI$IRR   
36NENzK  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 rQ^X3J*`  
A,tmy',d"  
(BB&ZUdyv  
 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)。 ^!={=No]  
应用示例详细内容 /EN3>25"#  
仿真&结果 |C\%H R  
h)W?8XdM  
1. 结果:利用光线追迹分析 -P+@n)?T6  
<Ae1YHUY  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 sXD.*D  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
o3_dHbdI  
z,6X{=  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 }b// oe7  
1eg/<4]hA  
`)9nBZ  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 W[5a'}OV  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 _I("k:E7  
 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。
i2a""zac  
#cN0ciCT'  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 5 A/[x $q  
G_fP%ovh  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 \S[7-:Lu^  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 Orb('Z,-3  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 c.-/e u^|  
20 j9~+  
4. 对准误差的影响:元件平移 Q7 dXTS4H  
bNUb  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 7^{M:kYC!  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 *rY@(|  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 aoLYw 9  
DNARe!pK  
?2Q9z-$  
5. 总结 e<Hbm  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :8}iZ.  
*W'F 6Hpu  
4. 仿真 =hs !t|(*  
以光线追迹对干涉仪的仿真。  _\H MF  
z9@Tg= #i  
5. 计算 \DP*?D_}?  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 SF$]{ X  
qIbp0`m  
6. 研究 *z2G(Uac  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 kC =e>v  
?tWcx;h:>  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 2v ^bd^]u:  
ub C(%Y_k  
扩展阅读 ]9xuLJ)  
41c]o<!=)j  
1. 扩展阅读 gW{<:6}!*  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 X!}  t``  
L*k[Vc  
 开始视频 #~A(%a  
- 光路图介绍 g7($lt>  
- 参数运行介绍 V SJGp`  
- 参数优化介绍 %9,:  
 其他测量系统示例: Vy]y73~  
- 迈克尔逊干涉仪
Fai_v{&?  
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