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2023-04-12 08:26 |
使用相干光模拟马赫泽德干涉仪
测量系统 ,jC~U s< /c=8$y\%@ 应用示例简述 +BtLd+)R <}~
/. Cx 1. 系统说明 _VdJFjY?zc jRC{8^98 光源 u->[y1JY — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Hif|z[0$ 元件 )
6QJZ$ — 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 $!9U\Au>2 探测器 n^;-& — 干涉条纹 B">Ko3 建模/设计 =p[Sd*d — 光线追迹:初始系统概览 S;Sy.Lp — 几何场追迹加(GFT+): VO:
计算干涉条纹。 Kn$E{ F\ 分析对齐误差的影响。 z. hq2v ]SA/KV 2. 系统说明 81|[Y'f ]Whv%
参考光路 "6%{#TZ  igTs[q=Ak 3. 建模/设计结果 -!~pa^j *y<eK0
]#shuZ##>0 4. 总结 +76ao7d. nt>3 i! l 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ck
`td% 4>d]0=x 1. 仿真 }KUK|p5 以光线追迹对干涉仪的仿真。 '@KH@~OzRS 2. 计算 aj1g9y 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 30I-E._F 3. 研究 4Hf'/%kW 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Z"Lr5'} 3<)][<Ud 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。 VSUWX1k4% `*Wg&u
应用示例详细内容 ZGh6- / 系统参数 =[aiW|Y 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 GBS+ 4xL| M*T!nwb 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。 Qo3Enwap= t
4M-;y 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ,tZL" EY !o#m 2. 说明:光源 f\$_^dV +pK 35u Y<Ae_yLa 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 -8"K|ev 因此,相干长度大于1m b~<V}tJ
此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 "usPzp5 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ib> ~3s; H0B=X l[
(O!CHN!: x5g&?2[ 3. 说明:光源 .P5'\ '.%Omc
]T5\LNyN 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Xep2)3k> 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ql5&&e=- 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 >*B59+1P 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 hDg"?{ 4. 说明:光学元件 \AI-x$5R* +>yh`Zb C
%j%>X` 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 !w/fwOo 位相延迟平板材料为N-BK7。 ^g2Vz4u 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 -+2A@kmEJ 透镜材料为N-BK7。 Z"Q9^;0% 其中心厚度与位相平板厚度相等。 XCxxm3t eq"Xwq* l*CCnqE 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 rN .8- icVB?M,m gCRPaF6 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)。 iM1E**WCtv 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 805oV(- L"c.15\ 6. 分光器的设置 :T@} CJ fpO2bD%$8 ]sP %ib7)8Ki0 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 XN\rq= 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 FH%:NO 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 h'vBWtMa 3)e{{]6 7. 合束器的设置 211T}a [T[]U fX\y/C ZifDU@J$t 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 i3L2N~:V 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。 _ q>|pt.W JXt_ 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 TB<$9FCHK g{>0Pa1?C k7sD"xR3 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ,5T1QWn^f 应用示例详细内容 r1=j$G 仿真&结果 y
GmFi j]- _kjt 1. 结果:利用光线追迹分析 pnL[FMc rY@9nQ\>g 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 !N][W#: 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 5xj8^W^G9 S|6i]/ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ~GJ;;v1b2 S$40nM 3=Uy t 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 7&]|c?([4 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 v<(+ l)Ln 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。 nq+6ipx Z?&ZgaSz 3. 对准误差的影响:元件倾斜 6p&uifY}tR MIiBNNURX 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Z@*!0~NH=4 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°。 '|Lv-7 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 U1rr=h
g zITxJx 4. 对准误差的影响:元件平移 Gfy9YH~ |]Hr"saO0 元件移动影响的研究,如球面透镜。 NMC0y|G 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。 XVo+ <& 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 4?
rEO(SZ B*tQ0`
J!3;\ 5. 总结 d{ B0a1P 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4L97UhLL Z>X]'q03 4. 仿真 S<i.O 以光线追迹对干涉仪的仿真。 -QBM^L LN5q_ZvR 5. 计算 -r~9'aEs 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (Gapv9R 8b4?
O" 6. 研究 "&;X/~j 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 w`M`F<_\: 7;r3Bxa
Q 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。 id`RscV] y~M6 扩展阅读 M[-/ &;`f@ $DnR[V}rR! 1. 扩展阅读 WOeLn[ 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 gnb+i` G<`(d@g 开始视频 R'atg
9 - 光路图介绍 Z^WI~B0nt - 参数运行介绍 9Gx`[{wI9< - 参数优化介绍 -?IF'5z 其他测量系统示例: Ruwp"T}mF - 迈克尔逊干涉仪 J?4dafkw
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