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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 M|h B[ dI%ho<zm] 应用示例简述 !X$19" =Hn--DEMg 1. 系统说明 .U@u | u kZK*Y9P 光源 |4
\2,M# — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) trrK6(p 元件 U9^1A* — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 \xl$z*zI 探测器 lVq5>:'}^; — 干涉条纹 kRwUR34yc 建模/设计 8q{|nH — 光线追迹:初始系统概览 %`T}%B — 几何场追迹加(GFT+): [
't.x= 计算干涉条纹。 ik/
X!YTu* 分析对齐误差的影响。 WwZ3hd Z'2AsT 2. 系统说明 [)jNy_4 Me?I8:/
参考光路 lN:;~;z_  w|S b`eR 3. 建模/设计结果 ty#6% X])iQyN
v&/H6r#E. 4. 总结 rFzj\%xa[ X"q[rsB 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 MI(#~\Y~P lOeX5%$Z 1. 仿真 [?9 `x-Q 以光线追迹对干涉仪的仿真。 bQq/~ 2. 计算 $.d,>F6 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 n&P~<2^M# 3. 研究 *VJ ISJC 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Z:N;>.3i '1b)(IW 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。 82EvlmD ^W:a7cMw
应用示例详细内容 'SlZ-SdR 系统参数 d|Wqx7t]P 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 hI*v)c @M-w8!.~ 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。 XLaD#J EwV$2AK 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 V-go?b` "p;tj74O9 2. 说明:光源 x=7:D R59iuHQ[ m{RXt 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =gR/ t@Ld 因此,相干长度大于1m .(cpYKFX 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 U*Y]cohh 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 YU[#4f~ JZxA:dg
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N1c0>{ +3-5\t` 3. 说明:光源 y6d!?M(0U g3[-[G^5 @SxZ>|r-|v 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 25vjn 1$sW 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 rYdNn0mhk 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 62'9lriQ 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 >}~[ew 4. 说明:光学元件 ;K8}Yq9p9
A~nqSe @Z'i7Z 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 }`QZV_ 位相延迟平板材料为N-BK7。 59j`Z^e 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 8[X"XThj 透镜材料为N-BK7。 WUz69o be 其中心厚度与位相平板厚度相等。 B1~`*~@
Yq|_6zbYf L(Twclrb 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Nb ~J'" 08^f|K svEe@Kt` 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)。 [DeDU: 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 &gS-.{w " d{NMG)`x\ 6. 分光器的设置 <v'[Wl@hq }UGSE2^1 #V/{DPz viYrPhH+z 为实现光束分束,采用理想光束分束器。
*?1\S^7R 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 T}Wbt=\M 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
ZLKbF9lo IZ>l 7. 合束器的设置 )ADI[+KW $X Uck[ &W<9#RPK' B;8Zl m9 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 "y7\F9 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 P~!,"rY l(Hz9 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 %$ o[,13= 7w9'xY x5PM]~"p 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)。 3p HI+a 应用示例详细内容 (fl$$$ 仿真&结果 -UidU+ES; _>`9]6\& 1. 结果:利用光线追迹分析 ;/4x.t#b T&6>Eb0{ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 1CZO+MB&"$ 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 N\tFK*U^I ,jz~Np_2 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 O[U`(A: xa]yq% lAo ~w 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 l{^s4 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 {Z <`@\K3 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。 pV8tn! PY '^:0 3. 对准误差的影响:元件倾斜 `IBNBJy !+Y+P? 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 (AjgLNB 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°。 YhRy
C*b 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 KfVsnL_ hfbu+w): 4. 对准误差的影响:元件平移 D{7^y>8_Y- l*wGKg"x3 元件移动影响的研究,如球面透镜。 {)b 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。 mc2uI-W 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 2x|FVp \X(*JNQ ^K J#dT 5. 总结 sxuP"4 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &|'yqzS3 cg]Gt1SU 4. 仿真 m0.g}N-w 以光线追迹对干涉仪的仿真。 eG2'W nLk`W"irM 5. 计算 J_yXL7d 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Z 369< /TB{|_HbW 6. 研究 vAop#V 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 YE*|KL^ s}UJv\* 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。 FY)]yz F}[!OYyg 扩展阅读 wmR~e P =Q+VIP& 1. 扩展阅读 \pI {b9 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =5^1Bl <9xr?i= 开始视频 jvR(e" - 光路图介绍 W79.Nj2` - 参数运行介绍 I} Q+{/?/ - 参数优化介绍 hD?6RVfG 其他测量系统示例: {/5aF_0D. - 迈克尔逊干涉仪 9qGba=}Ey
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