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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 P@}P k |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$lh"fHU 探测器 X&m'.PA — 干涉条纹 i8X`HbmN 建模/设计 3:/'n — 光线追迹:初始系统概览 "VxWj}+] — 几何场追迹加(GFT+): .0HZNWRtb 计算干涉条纹。 uwIc963 分析对齐误差的影响。 f7de'^t9 [`=LTBt 2. 系统说明 ov#7hxe ?NNn:t iD
参考光路 hPhZUL%  [&S}dQ" 3. 建模/设计结果 rEZ8eeB[3 ,38Eq`5&W
@R~5-m 4. 总结 xgsjm)) DrW#v-d 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &:*q_$]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。 6bc337b 4. 说明:光学元件 oj.A,Fh JD>d\z2QC DbX{#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 I7 QCYB| 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-@ >$67 7 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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