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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 \k g2pF[V  
mFo6f\DHr`  
应用示例简述 ^Yn6kF  
"3\)@  
1. 系统说明 Q)Ppx7)  
^K;,,s;0  
 光源 TuX#;!p6  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) kvo741RO6  
 元件 ~ xXB !K~C  
— 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 t[^}/ S  
 探测器 bu$5gGWVf  
— 干涉条纹 g0ug:- R  
 建模/设计 ^:DlrI$  
— 光线追迹:初始系统概览 +\}]`uS:  
— 几何场追迹加(GFT+): %r|fuwwJO  
 计算干涉条纹。 -`Z5#8P  
 分析对齐误差的影响。 ,ciNoP*-~%  
Fmsg*s7w  
2. 系统说明 w|RG  
bggSYhJ?\#  
参考光路  Q.cxen  
n*-#VKK^  
3. 建模/设计结果 B8;ZOLAU  
~v<r\8`OI2  
h~F uuL  
4. 总结 Q <78< #I  
nYE_WXY3V  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~){*XJw6  
h`5au<h<  
1. 仿真 Kj'm<]u  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 a+J :1'  
2. 计算 * y`^Fc  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 X1A;MA@0Ro  
3. 研究 I5 [r-r  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 SYl :X   
}F@`A?k  
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。 g fO.Ky6  
<QszmE  
应用示例详细内容 ,ZH)[P)5P  
系统参数 HeF[H\a<  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 E!ZDqq  
;ATk?O4T  
 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。 czedn_}%Q  
;/e!!P]jP  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ]C]tLJ!M  
b;S~`PL  
2. 说明:光源 u8o!ncy  
0w(<pNA  
_|~2i1 Ms,  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 m6g+ B>  
 因此,相干长度大于1m @.MM-  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 lOZ.{0{f,  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 xb1)ZJH  
abI[J]T9G  
c) 1m4SB@  
/T_tI R>  
3. 说明:光源 v< ;, x  
/>+JK5  
J }JT%S W  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 %OW[rbE.  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 \`4}h[  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 `W|2Xi=^5  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
oYOf<J  
4. 说明:光学元件 (|bht0  
Npq=jlj  
-4X,x  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 3,iL#_+t  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ~r@'kUXKK  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 }S%a]  
 透镜材料为N-BK7。 6 *Q5.g  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 r+ vtKb  
in B}ydk  
kv)LH{  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )w/f 'fq  
d6(qc< /!r  
}eB\k,7L  
 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)。 VX;u54hS  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 )vPce  
cL=P((<K?  
6. 分光器的设置 0aGfz=V&  
$aGK8%.O  
Jbs:}]2  
4N#0w]_,>Y  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 eIg2m <9u  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。  )?4m}  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 ]`u{^f  
Up/1c:<J  
7. 合束器的设置 8N|*n"`}  
6bqJM#y@  
6"%[s@C  
'^P Ud`  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 /G84T,H  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 VgoQz]z  
0.+iVOz+Y  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 faJ5f.  
7<NX;Fx  
/$q;-/DnTZ  
 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)。 w7%N=hL1   
应用示例详细内容 .+B!mmp  
仿真&结果 8vUP{f6{  
L8Z?B\  
1. 结果:利用光线追迹分析 dQizM^j  
_&BnET  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 )8iDjNM<  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
<{cPa\  
8YYY *>  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 a(}jn|  
d$Mj5wN:q  
Y,)9{T  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 EA8(_}  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 =`/X Wem  
 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。
:I&iDS>u1  
v4Nb/Y  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 PUlb(3p `  
huN(Q{fj  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 fA+M/}=  
 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°。 bNL E=#ro  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 W]y$6P  
O050Q5zy  
4. 对准误差的影响:元件平移 T;FzKfT|  
|d:URuG~:I  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 7&sCEYEb  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 *w%;$\^  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 P- vA.7  
}D=h"\_=  
m:"2I&0)WM  
5. 总结 neZ_TT/3K  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 134wK]d^  
[hFyu|I !  
4. 仿真 #b8/gRfS  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 %Z}dY~:  
ZW\h,8%  
5. 计算 zZE?G:isR  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c=| a\\  
1hMk\ -3S  
6. 研究 r@n%  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 rP3)TeG6  
e`_3= kI  
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。 c=Z#7?k=Uz  
1}'Jbj"/  
扩展阅读 &7<~Q\XZbI  
XRNL;X%}7  
1. 扩展阅读 :m+:%keK  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 (m,O!935f  
:x;D- kZ  
 开始视频 9r)5d&,6  
- 光路图介绍 &GbCJ  
- 参数运行介绍 -,+JE0[  
- 参数优化介绍 F,EHZ,<V  
 其他测量系统示例: f,?7,?x  
- 迈克尔逊干涉仪
_wqFKj  
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