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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 m^%|ZTrwN7  
>>[/UFC)n  
应用示例简述 p5=|Y^g !  
B (/U3}w-  
1. 系统说明 PMsz`  
!2CL1j0(  
 光源 *x~xWg9^  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) vqslirC  
 元件 5lKJll^2:  
— 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 ;T]d M fO  
 探测器 .o%^'m"=D[  
— 干涉条纹 }y%`)lz~;  
 建模/设计 b/$km?R  
— 光线追迹:初始系统概览 X C86-b)E  
— 几何场追迹加(GFT+): $VG*q  
 计算干涉条纹。  , iNv'  
 分析对齐误差的影响。 {C`GW}s{4  
|9xI_(+{kP  
2. 系统说明 TG48%L  
D8{D [fJ;  
参考光路 U8#xgz@  
5/",<1  
3. 建模/设计结果  9DQ)cy  
Op.8a`XLt&  
w"m+~).U  
4. 总结 c97{Pu  
Rx07trfN  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )'4P.>!!aQ  
%OR|^M  
1. 仿真 Mvj;ic6iK  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 psh^MX)Q  
2. 计算 \e=_ 2^v!_  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9L0GLmLk1u  
3. 研究 gC%G;-gm  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 A*h{Lsx;  
R9We/FhOY  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 # m R4fst  
dhg~$CVO  
应用示例详细内容 -Ue$T{;RoH  
系统参数 .D,p@4  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 h!@|RW&}qX  
mM.*b@d-  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 k;PAh>8  
KAA-G2%M  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 j!~l,::$"X  
<>eOC9;VY  
2. 说明:光源 ~\p]~qQ\K  
$\o {_?}1  
 @4d)R  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 zIC;7 5#  
 因此,相干长度大于1m UEs7''6RM  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 "@@I!RwA  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ~9^)wCM+  
,&PE6h n  
5 S Xn?  
c@[:V  
3. 说明:光源 8*SDiZ  
{%)s.5Pfw  
e:E0"<  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 {_N,=DQ!  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~0$NJrUy  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 M}:=zcZ l  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
w&$d* E  
4. 说明:光学元件 c$ S{^IQ  
H~eRT1  
mC&=X6Q]  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 (@X~VACT  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 dF0,Y?  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 %98' @$:0  
 透镜材料为N-BK7。 &*G<a3 Q  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 @J{m@ji{  
"xcX' F^  
\y6OUM2y  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 eAUcv`[#p  
H|ozDA  
f-6vLX\Vu  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Rtb :nJ8  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 '[$)bPMHl  
GWsE;  
6. 分光器的设置 M)*\a/6?{  
^Jb H?  
c,so`I3rI  
1}hIW":3Sr  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 UT~a &u  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 R(.}C)q3  
 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 -?]W*f  
A,i75kd  
7. 合束器的设置 Vc^HVyAx@n  
Yw _+`,W   
,Vd\m"K{  
Nu8Sr]p  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 w6`9fX6{h  
 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。 ob+euCuJ  
%1pYE Hn  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 #T`t79*N  
d]9U^iy  
%h1N3\y9i(  
 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)。 l4T7'U>`  
应用示例详细内容 80A.<=(=.  
仿真&结果 Y|8v O  
gTRF^knrY  
1. 结果:利用光线追迹分析 aA7=q=  
L lqM c  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Vcd.mE(t%  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
(}.@b|s  
9nu3+.&P  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Qf@I)4'  
q&C""!h^  
**69rN  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 .q+0pj  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 </uO e.l>Q  
 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。
t|t#vcB  
aq7~QX_0G  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 >#ZUfm{k$  
f#ri'&}c :  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 04r$>#E  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 d[rv1s>i  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 O25lLNmO  
3D?s L!W  
4. 对准误差的影响:元件平移 UH7jP#W%=  
54zlnM$  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ! 8`3GX:B_  
 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。 5zON}"EC  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 \.M*lqI  
r$)w7Gk<  
n~VD uKn9  
5. 总结 :[;hu}!&  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 fNGZo  
E*i#?u  
4. 仿真 iR"N13  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 r'gOVi4t1*  
qZ@s#UiB  
5. 计算 C]Q8:6b  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 k4 F"'N   
!?Wp+e6  
6. 研究 KZPEG!-5  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 SwZA6R&  
~/j\Z  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 a22XDes=  
3_A *$  
扩展阅读 ! VjFW5'{  
f 2l{^E#h  
1. 扩展阅读 #m={yck *  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 tBpC: SG  
S6fbf>[  
 开始视频 g}]t[}s1]  
- 光路图介绍 O$4yAaD X  
- 参数运行介绍 QY== GfHt  
- 参数优化介绍 #c2ymQm  
 其他测量系统示例: qW b+r  
- 迈克尔逊干涉仪
qx%}knB  
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