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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 ,jC~U s<  
/c=8$y\%@  
应用示例简述 +BtLd+)R  
<}~ /. Cx  
1. 系统说明 _VdJFjY?zc  
jRC{8^98  
 光源 u->[ y1JY  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) H if| z[0$  
 元件 ) 6QJZ$  
— 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 $!9U\Au>2  
 探测器 n^;-&  
— 干涉条纹 B"> Ko3  
 建模/设计 =p[Sd*d  
— 光线追迹:初始系统概览 S;Sy.Lp  
— 几何场追迹加(GFT+): VO:  
 计算干涉条纹。 Kn$E{F\  
 分析对齐误差的影响。 z.hq2v  
]SA/KV   
2. 系统说明 81|[Y'f  
]Whv%  
参考光路 "6%{#TZ  
igTs[q=Ak  
3. 建模/设计结果 -!~pa^j  
*y<eK0  
]#shuZ##>0  
4. 总结 +76ao7d.  
nt>3i! l  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ck `td%  
4>d]0=x  
1. 仿真 }KUK|p5  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 '@KH@~OzRS  
2. 计算 aj1g9 y  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 30I-E ._F  
3. 研究 4Hf'/%kW  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Z"Lr5'}  
3<)][<Ud  
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。 VSUWX1k4%  
`*Wg&u  
应用示例详细内容 ZGh6- /  
系统参数 =[aiW|Y  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 GBS+ 4xL|  
M*T!nwb  
 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。 Qo3Enwap=  
t 4M-;y  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ,tZL"  
E Y !o#m  
2. 说明:光源 f\$_^dV  
+pK35u  
Y<Ae_yLa  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 - 8"K|ev  
 因此,相干长度大于1m b~<V}tJ  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 "u sPzp5  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ib> ~3s;  
H0B=X l[  
(O!CH N!:  
x5g&?2[  
3. 说明:光源 .P5' \  
'.%Omc  
]T5\LNyN  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Xep2 )3k>  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 q l5&&e=-  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 >*B59+1P  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
hDg"?{  
4. 说明:光学元件 \AI-x$5R*  
+>yh` Zb  
C %j%>X`  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 !w/fw Oo  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ^g2Vz4u  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 -+2A@kmEJ  
 透镜材料为N-BK7。 Z"Q9^;0%  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 XCxxm3t  
eq"Xwq*  
l*CCnqE  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 rN.8-  
icVB?M,m  
gCRPaF6  
 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)。 iM1E**WCtv  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 805oV(-  
L"c.15\  
6. 分光器的设置 :T@} CJ  
fpO2bD%$8  
 ]sP  
%ib7)8Ki0  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 XN\rq=  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 FH%: NO  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 h'vBWtMa  
3)e{{]6  
7. 合束器的设置 211T}a  
[T [] U   
fX\y/C  
ZifDU@J$t  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 i3L2N~:V  
 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。 _ q>|pt.W  
JXt_  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 TB<$9FCHK  
g{>0Pa 1?C  
k7sD"xR3  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ,5T1QWn^f  
应用示例详细内容 r1=j$G  
仿真&结果 y G mFi  
j]-_kjt  
1. 结果:利用光线追迹分析 pnL[FMc  
rY@9nQ\>g  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 !N][W#:  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
5xj8^W^G9  
S|6i]/  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ~GJ;;v1b2  
S$40nM  
3=Uyt  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 7&]|c?([4  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 v<(+ l)Ln  
 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。
nq+6ipx  
Z?&ZgaSz  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 6p&uifY}tR  
MIiBNNURX  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Z@*!0~NH=4  
 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°。 '|Lv -7  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 U1 rr=h g  
zITxJx  
4. 对准误差的影响:元件平移 Gfy9YH~  
|]Hr"saO0  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 NMC0y|G  
 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。 X Vo+ <&  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 4? rEO(SZ  
B*tQ0`  
J!3;\  
5. 总结 d{B0a1P  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4L97UhLL  
Z>X]'q03  
4. 仿真 S<i. O  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 -QBM^L  
LN5q_ZvR  
5. 计算 -r~9'aEs  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (Gapv9R  
8b4? O"  
6. 研究 "&;X/~j  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 w`M`F<_\:  
7;r3Bxa Q  
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。 id`RscV]  
y~M 6  
扩展阅读 M[-/&;`f@  
$DnR[V}rR!  
1. 扩展阅读 WOeLn[  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 gnb+i`  
G<`(d@g  
 开始视频 R'atg 9  
- 光路图介绍 Z^WI~B0nt  
- 参数运行介绍 9Gx`[{wI9<  
- 参数优化介绍 -?IF'5z  
 其他测量系统示例: Ruwp"T}mF  
- 迈克尔逊干涉仪
J?4dafkw  
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