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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 Qa?Q bHc  
'#f?#(  
应用示例简述 WguV{#=H  
{G.{a d  
1. 系统说明 N7B}O*;  
m/N(%oMWB=  
 光源 ^K>pT}u  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) N[{]iQ  
 元件 2V<# Y  
— 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 :wCC^Y]  
 探测器 R7t bxC  
— 干涉条纹 ]Hj`2\KD.d  
 建模/设计 0C7"3l  
— 光线追迹:初始系统概览 9oD#t~+F4  
— 几何场追迹加(GFT+): ;S =e%:zb  
 计算干涉条纹。 Y;PDZb K3  
 分析对齐误差的影响。 |Kn^w4mN  
EM~7#Y  
2. 系统说明 k7[)g]u  
F~P/*FFK  
参考光路 %w%zv2d  
lMPbLF%_  
3. 建模/设计结果 qZc)Sa.S  
L%4tw5*N  
'Sk6U]E~  
4. 总结 X)FQ%(H<  
LQ|<3]  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 .P x,=56$X  
otZ JY)  
1. 仿真 {kv4g\a;  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 QD6Z=>?S  
2. 计算 ~M(pCSJ[  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 |O^V)bZmx  
3. 研究 P:vX }V |[  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 yO%VzjJhg  
6q!7i%fK?  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 wf^cyCR0  
?##y`.+O  
应用示例详细内容 OQ 0b$qw  
系统参数 QTJrJD  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 p@`4 Qz  
DwQp$l'NfW  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 <`b|L9  
O/'f$Zj36  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 yA457'R1  
)z|_*||WU^  
2. 说明:光源 7jD@Gp`" 3  
eq7C]i rH  
*GB$sXF  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 +# A|Zp<  
 因此,相干长度大于1m _qdWQFuM  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 HM;4=%  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 FkLQBpp(x  
:  ,|=Q}  
LjX&' ,  
~6=Wq64  
3. 说明:光源 bK6, saN>  
thR|h+B  
1"N/ZKF-x  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 DB!uv[c  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 .kz(V5  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 h6K!|-Gq.  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
U Ek |8yq  
4. 说明:光学元件 |2tSUOZ  
&4a~6  
}"!6Xm  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Ji)%Y5F  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 "`H=AX0  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 4"`=huQ  
 透镜材料为N-BK7。 @|JPE%T   
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 aA!@;rR<yU  
eU<]h>2  
gogl[gHO  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 EVby 9!  
:cIu?7A  
0EF,uRb  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 _&6juBb  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 O p!  
YLr%vnO*NS  
6. 分光器的设置 hPNQGVv  
PkZf(=-X  
50O7=  
pb$ An<P  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 c=uBT K*  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 _oYA;O  
 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 m7bn%j-{$f  
VhJyWH%(  
7. 合束器的设置 hv_pb#1Ks  
l[ZQ7$kL  
0DW'(#`  
T/X?ZK(T  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 1VPfa  
 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。 ^$T!@ +:  
M,=@|U/B  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2xz%'X%  
wjw<@A9  
]-+.lR%vd9  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 o>QFd x  
应用示例详细内容 Es ZnGuY  
仿真&结果 GhchfI.  
+)''l  
1. 结果:利用光线追迹分析 .jrR4@  
@8x6#|D  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 %$!R]B)  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
T5X'D(\|  
HT1dvC$COo  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 HCn ]#  
EzeDShN=J  
7o 83|s.Bm  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 VAG+y/q  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 HnYFE@Nl:U  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
(,)vak&t  
_sCJ3ZJ  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 (qq$y #$  
Q'%5"&XFD  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 (tz_D7c$F  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 +h9l %Pz  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ?AM 8*w  
k(vEp ]  
4. 对准误差的影响:元件平移 Q,`2DHhK  
olQ8s *  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 `!>dbR&1  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 7T(OV<q;#  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 j@_) F^12  
\w@_(4")Qb  
Bafz&#;Q'  
5. 总结 cM7k){  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Y|qixpP  
M b /X@51  
4. 仿真 U!-+v:SF  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 2 vJ[vsrFv  
#Ot*jb1  
5. 计算 IP4b[|ef  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 *Yk8Mj^_h  
%JA&O  
6. 研究 <:yq~?  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 1p "EE~ v  
2ZzD^:V[}  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 Cx3m\ \c  
-aeo7C  
扩展阅读 {-7yZ]OO$  
q9]^+8UP  
1. 扩展阅读 :Kc0ak)<n  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ]OCJ~Zw  
+]~w ?^h  
 开始视频 A(@gv8e[H^  
- 光路图介绍 'rq#q)1MT  
- 参数运行介绍 *e"GQd?  
- 参数优化介绍 p31rhe   
 其他测量系统示例: g KmRjK  
- 迈克尔逊干涉仪
22|M{  
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