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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 P@}Pk  
|f( ~@Q:  
应用示例简述 bKVj[r8D~  
`g ''rfk}  
1. 系统说明 4Cb9%Q0  
V3N0Og3  
 光源 w FtN+  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) sRHA."A!8  
 元件 m*0,s  
— 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 1$lh"fHU  
 探测器 X&m'.PA  
— 干涉条纹 i8X`HbmN  
 建模/设计 3:/'n  
— 光线追迹:初始系统概览 "VxWj}+]  
— 几何场追迹加(GFT+): .0HZNWRtb  
 计算干涉条纹。 uwIc963  
 分析对齐误差的影响。 f7de'^t9  
[`=LTBt  
2. 系统说明 ov# 7 hxe  
?NNn:tiD  
参考光路 hPhZUL%  
[&S}dQ"  
3. 建模/设计结果 rEZ8eeB[3  
,38Eq`5&W  
@R~5-m  
4. 总结 xgsjm) )  
DrW#v-d  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &:*q_$]Oz  
=dP{Gh  
1. 仿真 !hxIlVd{  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 >n5:1.g  
2. 计算 `:{B(+6  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 u<ySd?  
3. 研究 6"j_iB  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ^>4o$}  
BG2)v.CU  
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。 5m$2Ku  
s'P( ,!f  
应用示例详细内容 u?+bW-D'd  
系统参数 iGXI6`F"  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Mc sTe|X  
E|"=. T  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 )QKf7 [:  
["<nq`~  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 2+8#H.  
DdV'c@rq+  
2. 说明:光源 WUdKLx %F  
kW=z+  
a.F Al@Br  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。  EEy$w1ec  
 因此,相干长度大于1m Zwt;d5U  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 4NVV5_K a  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 @* 1U{`  
&FdWFt=X  
5@osnf?  
Y[ reD  
3. 说明:光源 nHFrG =o,  
RH)EB<PV  
VUU]Pu &  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 u}hF8eD  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 &UHPX?x  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 }|)R   
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
6bc3 37b  
4. 说明:光学元件 oj.A,Fh  
JD>d\z2QC  
D bX{#4lx  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 +y+"Fyl  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 I 1d0iU  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Upl6:xYrG  
 透镜材料为N-BK7。 td2/9|Q  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 <c[U#KrvJ  
F^aR+m  
]T! }XXK  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $ 0|a;  
".*x!l0y7  
n#Dv2 E=6  
 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)。 Z]w# vLR  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 5`/@N{e  
l2%bF8]z  
6. 分光器的设置 I<b?vR 'F  
'&O/g<Z}q  
`L;eba  
TjK{9A  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 ivgpS5 M`Y  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 31+;]W=  
 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 [36,eK  
Nb2Qp K  
7. 合束器的设置 fJ*:{48  
r9 y.i(j  
nq} Q  
I7QCYB|  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ER2GjZa\z  
 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。 ~d{.ng 4K  
Z{IUy  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图  c9''  
y< R=  
e)nimq {6  
 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)。 vqslirC  
应用示例详细内容 sH,kW|D  
仿真&结果 5 v^yQ<70  
)o1eWL}  
1. 结果:利用光线追迹分析 :H6FPV78  
:vx$vZb  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 z@s5m}  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
>>l`,+y  
eC DIwB28  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 :_<_[Y]1  
r#PMy$7L  
=+5,B\~q@C  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 zxb/  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 |as!Ui/J/  
 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。
+@9gkPQQ-@  
>$677  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 S-+"@>{HJ  
14eW4~Mr  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 uaw~r2  
 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°。 =*BIB5  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 rsn.4P=  
_R|Ify#J  
4. 对准误差的影响:元件平移 aeyNdMk -  
l@j.hTO<  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 3FSqd<t;D  
 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。 Mk<Vydds  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 .%BT,$1K  
F~#zxwd  
tbo>%kn  
5. 总结 a/Q$cOs  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?,P3)&3g  
})xp%<`  
4. 仿真 TQX)?^Ft  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 5[l8y ,  
:,;K>l^U  
5. 计算 k- V,~c  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `=+^|Y}  
hDP/JN8y  
6. 研究 CQ7{1,?2  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 !J1rRPV  
(YBMsh  
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。 T#%/s?_>.  
C`=p +2I]  
扩展阅读 c$ S{^IQ  
2M<R(W!&  
1. 扩展阅读 <H3ezv1M  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 fy@avo9  
r?m+.fJB  
 开始视频 D.D$#O_n.S  
- 光路图介绍 f:*vr['d  
- 参数运行介绍 /-zXM;h  
- 参数优化介绍 0.$hn  
 其他测量系统示例: OJT1d-5p  
- 迈克尔逊干涉仪
K]/4qH$:  
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