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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 9[~.{{Y w[vccARQ 应用示例简述 L5:1dF ]/p>p3@1C 1. 系统说明 L8E4|F} "8)%XSb 光源 p1GP@m,^n0 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Z1$S(p=)L 元件 sOz
{spA — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 q( EN]W], 探测器 I=Y_EjZD — 干涉条纹 sc-+?i 建模/设计 #3>jgluM' — 光线追迹:初始系统概览 wk?i\vm — 几何场追迹加(GFT+): >}Mw"
计算干涉条纹。 Nj?Q{ztS 分析对齐误差的影响。 >C{8}Lg-. Y ajAz5N 2. 系统说明 6%9 kc+
9 _`*G71PS
参考光路 K{Nj-Rqd  s,mt%^x[ 3. 建模/设计结果 1uyd+*/(xP N3Q
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r^E(GmW 4. 总结 Dg Rn^gL{Q ~md06"AYJ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wU/fGg*M2 <}xgp[O 1. 仿真 :v45Ls4J 以光线追迹对干涉仪的仿真。 6c>:h)? 2. 计算 +s7w@ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 nXuy&;5TL, 3. 研究 `.~*pT*u 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 h`v T[u~l #l* w=D? 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 c[3x>f0 k8+U0J_{'
应用示例详细内容 J}bLp
Z 系统参数 rNm_w>bq 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Oku7&L1 I!lR 7% 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 "fN
6_* sw:a(o&$ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *6}'bdQbNP ~XXNzz]? 2. 说明:光源 AYsHA w g^#,!e N]ebKe 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。
fC}uIci 因此,相干长度大于1m pI_:3D
xe 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 @bAuR 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 e?o/H 0\k{v
'!MKZKer tp"eXA0n 3. 说明:光源 =<TJ[,h
et ts,V+cEA ,nV4%Aa 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 @W, <8 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 mM{cH= 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?O]RQXsZ2 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 I;UT;/E2 4. 说明:光学元件 00r7trZW^ CZ{7?:^f |v1*
[( 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 6y^GMlsI 位相延迟平板材料为N-BK7。 R`Hy0;X 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Uaj_,qb( 透镜材料为N-BK7。 6 =G=4{q 其中心厚度与位相平板厚度相等。 aej'c bO Y%}N@ ,lT 5-&"nn2*}1 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ##alzC Cm"S=gV e3[Q6d&| 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)。 43O5|8o 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [1z.JfC :S wAL}c(EHO 6. 分光器的设置 H_aG\
pEW~zl ekmWYQ
~ 4_$.gO 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 @Q;s[Kg{! 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 m4'jTC$ 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 qmvQd8|XR 6mgLeeY 7. 合束器的设置 2Je]dj4 ;=6EBP% k;qWiYMV D`KaIqLz 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 h[<l2fy 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。 6)20%*[ &rl;+QS 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Zp9kxm' 2. {/ls 64>CfU( 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)。 !?+q7U 应用示例详细内容 T4[/_;1g 仿真&结果 o)R<sT l/\D0\x2 1. 结果:利用光线追迹分析 $TK= :8HY f/iMI)J 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 F!*GrQms 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 S_;r!.
<$WS~tTz 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹
Ed2A\S6tl {esb"beGLa m
-hZ5i 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 )+w1nw|m 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 }Gy M<!: 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。 }6=)w@v KD H<T4#x 3. 对准误差的影响:元件倾斜 kQQDaZ8 ED>a'y$f 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Gzg3{fXl 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 7?y7fwER 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 !]RSG^%s{ )?c,& 4. 对准误差的影响:元件平移 ;-;lM6zP yf4L0. 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ts=:r 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 pVrY';[,| 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 KC9e{ ,CuWQ'H %H,s~IU 5. 总结 W8;!rFW 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 2i1xSKRYrD X8N9*vy 4. 仿真 \xv(&94U 以光线追迹对干涉仪的仿真。 6]kBG?m0 a/1;|1a. 5. 计算 P8ZmrtQm 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 = dM P'Vnfj 6. 研究 A^A)arJS 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 `(=Kp=b BMu Efa^ 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 >xq.bG {<Gp5j 扩展阅读 Xtz:^tg 4v3gpLH 1. 扩展阅读 s(J>yd= 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 i. (Af$ 0\X<vrW 开始视频 -B&(&R - 光路图介绍 :Jv5Flxl - 参数运行介绍 /kg#i&bP~ - 参数优化介绍 w>=N~0@t 其他测量系统示例: 1 <+aF, - 迈克尔逊干涉仪 w^$C\bCbh
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