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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 )*XWe|H_ X$1YvYsID 应用示例简述 yocFdI vzbGL ap# 1. 系统说明 j$XaO%y) <%%)C>l 光源 $ (xdF — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) yEbo`/ ]b 元件 4%8den,| — 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 ezY^T 探测器 Gos#=H — 干涉条纹 eD2eDxN2 建模/设计 yvzH}$!] — 光线追迹:初始系统概览 *s"OqTM]x — 几何场追迹加(GFT+): 0%[IG$u)| 计算干涉条纹。 EmrkaV-?k 分析对齐误差的影响。 73.+0x ^,^MW 2. 系统说明 0L8fpGJ !
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参考光路 U*\K<fw  FvPWS!H 3. 建模/设计结果 PH:5 {D..(f1*u
y9/nkF1p 4. 总结 .N.RpRz{f .81Y/Gad_ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @~|;/OY>" G rU`;M" 1. 仿真 Fp@> (M#3 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Wu|MNB?M 2. 计算 (tVT&eO 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qWWt5rJ 3. 研究 >lQa"F= 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 W!O/t^H> )fIG4#%\ 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。 Cm%I/4 !
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应用示例详细内容 iEr?s-or 系统参数 ovM;6o 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 9DM,,h<` P;z\vq<h 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。 nr
-< mQ u<fZ.1 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 #|Lsi`]+ WrDFbcH 2. 说明:光源 xxl|j$m h6O'" p o)lN[v 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 'fb\t, 因此,相干长度大于1m T!y 9v5 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 W3>9GY90R 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 <
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1`L.$T,1! 612,J 3. 说明:光源 Ot\[Ya'' =_C&lc" .0xk}, 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 .$}z</#! 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 2/V%jS[4#y 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?G',Qtz<K 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 y3 N[F 4. 说明:光学元件 H.;}%id X,3\c: 579D 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 9,_~qWw 位相延迟平板材料为N-BK7。 ]*k ~jY, 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Bi
\fB-| 透镜材料为N-BK7。 [s]$& 其中心厚度与位相平板厚度相等。 XPMUhozV pA_u;* X=m^+%iD 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 M_%KhK d@{12hq l\V1c90m 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)。 {p/Yz# 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 -['& aey}a NnHaHX 6. 分光器的设置 }MMKOr( S{&%tj~U {vW0O &[ b,+KXx 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 Lm`-q(!7w 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 }2RbX,0l9 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 (Ytr&gh;0 fm^` 7. 合束器的设置 l"dXL"h %SIll U&R)a|
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qCrpc= 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 0F- +)S?M[ 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。 FT6C KsM" vO9=CCxvq 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 wt9f2 M"s:*c_6 7Rtjm 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)。 ;Krs*3
s 应用示例详细内容 (#>X*~6 仿真&结果 .,qh,m\Fo v07A3oj 1. 结果:利用光线追迹分析 =kwz3Wv e&i`/m5 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 JK!`uG+v 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Oj%5FUP~[% T`]%$$1s 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 N&
F.hi$_ @UdF6:T L58H)V3Pn 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 +(:Qf+: 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 #0h}{y
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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。 @,,G]4zZ! dB#c$1 3. 对准误差的影响:元件倾斜 4Lk<5Ho SOsz=bVx 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 *u|1Z%XO 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°。 ;?iu@h 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }L|B@fW 9\Ff z& 4. 对准误差的影响:元件平移 T<Y*();Zo F%lC%~-qh 元件移动影响的研究,如球面透镜。 5-fASN.Lx 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。 5o4KV?" 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 IOxtuR R%}<z*~NE@ `q^qe> ' 5. 总结 (AjgLNB 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 YhRy
C*b K^"l.V#J 4. 仿真 p]y.N)a 以光线追迹对干涉仪的仿真。 JBc*m G{X7;j e 5. 计算 R87@. 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #d[Nm+~ko 5/U{b5 6. 研究 5"b1:
w@ 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 K@[Hej6d +C7W2!I[G2 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。 lq3D!+m l\N2C4NG 扩展阅读 $E; Tj|W jzpDKc% 1. 扩展阅读 kQ&Q_FSO 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 8#,_%<?UVy K9 }Brhe 开始视频 c]U+6JH - 光路图介绍 |XQ_4{ - 参数运行介绍 7 J6Z? - 参数优化介绍 +CSv@ />3 其他测量系统示例: Oop6o$k - 迈克尔逊干涉仪 ~bzac2Rp
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