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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 k1)%.pt% MJ`N,E[ 应用示例简述 h.)h@$d A /(lK q 1. 系统说明 ,apNwkY ?38lHn`FyQ 光源 _A98 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) T .REq4< 元件 J'b<z.OW — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 w~z[wm Okp 探测器 `s|]"'rX — 干涉条纹 &?0:v`4Y 建模/设计 ~*M$O & — 光线追迹:初始系统概览 %f j+70 — 几何场追迹加(GFT+): |?d#eQ9a 计算干涉条纹。 KzjC/1sd 分析对齐误差的影响。 8"%RCE Z&Y=`GOI 2. 系统说明 TX}T|ri *)<B0SjT
参考光路 \8S~c8Z~  f$.?$ 3. 建模/设计结果 ZE?f!ifp gn8|/ev
4[yIOs 4. 总结 :u6JjW[a) Ej=3/RBsV 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 iYJZvN .1yT*+` 1. 仿真 .B72C[' c 以光线追迹对干涉仪的仿真。 `Out(Hn 2. 计算 ujFzJdp3k 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 QSw<%pcJE@ 3. 研究 /ASaB 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ~1
~Xfo> c$:1:B9\ 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 7y^%7U \ K4Sk+
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应用示例详细内容 #3$\Iu 系统参数 <eN_1NTH_ 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 `F t]MR Pq9|WV#F5/ 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。 m8R9{LC R=Zn -q 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。
YZc>dE t?c}L7ht 2. 说明:光源 ;G |i^ ;5_{MCPM t5B7I59 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 <TGn=>u 因此,相干长度大于1m hR#-u1C 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 DdQ;Q5| 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 );V2?G`/ oA] KE"T
E/M_lvQ A4C+5R 3. 说明:光源 fKH7xu!V4+ %`MQmXgM &;yH@@Z 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 pM;vH]| 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 O.aG[wm8 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 d^03"t0O] 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 FBx_c;)9Z 4. 说明:光学元件 in+}/mwfC $YxBE`)d- 5 @U<I 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 vo>d!rVCV 位相延迟平板材料为N-BK7。 2H71~~ c 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 f()FY<b 透镜材料为N-BK7。 }%b;vzkG5 其中心厚度与位相平板厚度相等。 "Z
Htr<+ L`f^y;Y. 1"Z@Q`} 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 +#U|skl !+>v[(OzM -9N@$+T 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)。 pl@O
N"=[ 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 O[tvR:Nh k@zy 6. 分光器的设置 Z;9>S=w! --;@2:lg{ `&\Q +W T134ZXqqz 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 8fA_p}wp 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Z^ }mp@j> 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 f}g\D#`]/ D\IjyZ-O 7. 合束器的设置 Uc/+gz
Z; 4tL<q_ +]=e;LN $0 HeBcT^a 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 DZzN>9<)^ 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 hxce\OuU0h mF` B# 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 (c0A.L)
>WY#4 a]Lp? 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 )`^p%k 应用示例详细内容 [MuEoWrq(} 仿真&结果 OL4z%mDZi &zs'/xv] 1. 结果:利用光线追迹分析 @lJzr3}WZ 3u%{dG a 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 P[s8JDqu 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 o7IxJCL=Q jzU.B u. 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 KWLbD# j
";2o( hiNEJ_f 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 l5L.5$N 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 !i=nSqW 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。 VfT*7_ mPq$?gdp 3. 对准误差的影响:元件倾斜 [@yV!#2 R|i/lEq 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 apE 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 GhPK-+"X 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 o|jIM9/ AT5aDEb^^ 4. 对准误差的影响:元件平移 ?%H):r iNMx"F0r 元件移动影响的研究,如球面透镜。 JxyB( 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 asJ)4ema 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 eh"3NRrN DxJX+.9K9 `^lYw:xA 5. 总结 &=4(l|wcg 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~|<m,)! uc|45Zxt 4. 仿真 CbN!1E6). 以光线追迹对干涉仪的仿真。 EbqcV\Kb bXS:x 5. 计算 8Jz:^k: 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 WJ*n29^N^h np~~mdmRK 6. 研究 PfkrOsV/m 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移
>0l"P"] (%`QhH 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 dx;k`r$w NKQOUw:qn 扩展阅读 L<fvKmo(fw `U2DkY&n 1. 扩展阅读 u :F~K 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 [~&XL0 [d* ~@P 开始视频 t='# |'); - 光路图介绍 KM`eIw>8 - 参数运行介绍 *28pRvY:b - 参数优化介绍 NH0qVQ@A 其他测量系统示例: <x!GE>sf+ - 迈克尔逊干涉仪 1
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