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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 k1)%.pt%  
 MJ`N,E[  
应用示例简述 h.)h@$d  
A /(lKq  
1. 系统说明 ,apNwkY  
?38lHn`FyQ  
 光源 _A98  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) T.REq4<  
 元件 J'b<z.OW  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 w~z[wmOkp  
 探测器 `s|]"'rX  
— 干涉条纹 &?0:v`4Y  
 建模/设计  ~*M$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。 Kz jC/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$:1:B9\  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 7y^%7U \  
K4Sk+ v  
应用示例详细内容 #3$\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%{dGa  
 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.Bu.  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹  KWLbD#  
j ";2o(  
h iNEJ_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。 as J)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"]  
(%`Q hH  
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 E22R  
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