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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 Tbw8#[6AX )ALcmC?!# 应用示例简述 "=)`*"rr r0,}f\ 1. 系统说明 a7ty&[\ {$JIR}4S 光源 H}/1/5L — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) A.Njn(z?Lz 元件 0n%`Xb0q — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 ^[6AOz+L 探测器 aE}u5L$# — 干涉条纹 f
sMF46 建模/设计 :\Dm=Q\ — 光线追迹:初始系统概览 uu:BN0 — 几何场追迹加(GFT+): 5 X rn] 计算干涉条纹。 G!uxpZ 分析对齐误差的影响。 lnhZ!_
!nVuvsbv 2. 系统说明 H
Zc;.jJ l%fl=i~oN
参考光路 sSxra!tv4  6 [IiJhVL 3. 建模/设计结果 {chl+au*l &e{&<ZVR
_?8T'?-1 4. 总结 y}8j_r mOBS[M5* 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 MZ.Jkf( X#fI$9a 1. 仿真 dCBJV 以光线追迹对干涉仪的仿真。 pq4frq 2. 计算 hhpH)Bi= 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5_PD?lg 3. 研究 ZCa?uzeo] 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 q;U[f6JjE |o`TRqs 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。 awUIYAgJ3 +'l@t
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应用示例详细内容 Ha<(~qf 系统参数 #u>JCPz 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 6<2 7}S %*,'&S 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。 2Tp.S3 Q~`n%uYg\{ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 7yKadM~)
n/?_] 2. 说明:光源 [b`k\~N4r |zSkQ_?54 TMbj]Mso 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 FQ_4a}UOjX 因此,相干长度大于1m _d:l1jD 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 &N,c:dNe 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 3K{'~?mM =6ojkTk
r>5,U:6Q/ i=Y#kL~f 3. 说明:光源 <EJC.WWJa ;s{rJG{inG
Y.ic=<0H 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 jZ)1]Q2 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 I~Ziq10 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 #=h~Lr'UH 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 z.FO6y6L 4. 说明:光学元件 dQt]r V5m4dQ>t rZ<@MV|d 在参考光路中设置一个位相延迟平板。
\:Q)Ef 位相延迟平板材料为N-BK7。 ,?728pfw 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。
%ZZ\Xj 透镜材料为N-BK7。 \qKh9 其中心厚度与位相平板厚度相等。 kd2+k4@# >%t"VpvR v#F.FK 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 x)s`j(pYC &W*9'vSm. 074)(X&:x 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)。 d(<[$3. 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [+UF]m%W Ft'?43J 6. 分光器的设置 Y}QtgZEt =5isT R0vWj9nPh YFeF(k!!n 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 w\!aKeP'
出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 p xjb^GZ0 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 ~m'PAC"Q$ It&$R`k 7. 合束器的设置 qq
G24**9v p{gJVP#l'Z h{#Hwp Xi$2MyRd 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 pKMy:j 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。 .*+%-%CbP w*n@_n={ 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ]hRCB=G ')zdI]@M _NA[g:DZ&O 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)。 :+06M@ 应用示例详细内容 Y
{a#2(xn 仿真&结果 rE)lt0mkv =f4>vo}@k 1. 结果:利用光线追迹分析 Fu].%`*xJ D<%/:M 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 (=
#EJB1( 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 A%(t' z /x\{cHAt8J 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 _9*3Mr)2N 9\y\{DHd vr/*z euA 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 zg>4/10P1q 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ?>
)(;Ir9 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。 hhRUC&Y%V Qu]F<H*Y| 3. 对准误差的影响:元件倾斜 d|I?%LX0p ^N#z&oh 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 R<]f[ 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°。 2z#gn9Wb 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 re[v}cB Qx<86aKkF 4. 对准误差的影响:元件平移 `,~8(rIM x`9IQQ 元件移动影响的研究,如球面透镜。 rs`"Kz`( 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。 &RF*pU> 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 PLoD^3uG) \?EnTu. A43 mX!g\ 5. 总结 |&wwH&<[z 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 V[#eeH)/ uPh/u! 4. 仿真 % XvJJ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 KF!?;q0J a>6@1liT 5. 计算 KcPI,.4{ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4Kl{^2 }:SWgPfc 6. 研究 ,]FcWx
\u 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 V
d`}F0WD h=*eOxR"4^ 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。 $e#V^dph Wks?9)Is 扩展阅读
7j,u&%om MeCHn2zwB 1. 扩展阅读 #cGn5c} 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 L@VIC|~E g._`"c 开始视频 i`st'\I - 光路图介绍 xZ84q'i" - 参数运行介绍
Fm-D>PR - 参数优化介绍 ?hfyQhR 其他测量系统示例: i(qPD_ - 迈克尔逊干涉仪 D2N<a= #
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