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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 -50|r;a  
#6JG#!W  
应用示例简述 'i}Q R~pe  
'INdZ8j_  
1. 系统说明 ur;8uv2o  
STO6cNi  
 光源 4]Krx m`8  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 86[T BX5'  
 元件 ;#AV~Y- s  
— 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 1g *4e  
 探测器 %GJ, &b|  
— 干涉条纹 ZZ.GpB.  
 建模/设计 O`*}N1No[  
— 光线追迹:初始系统概览 ^27r-0|l^  
— 几何场追迹加(GFT+): nM@S`"  
 计算干涉条纹。 Uc.K6%iI  
 分析对齐误差的影响。 F;kNc:X`)  
QHK$2xtq|  
2. 系统说明 =YR/|9(  
leiP/D6s  
参考光路 fF ;-d2mF  
M5wj79'l"  
3. 建模/设计结果  a(F%M  
O3Yv ->#  
23zB@aE_?1  
4. 总结 ^MuO;<<,.  
~i(X{ ^,3  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 5MT$n4zKu  
(,[Oy6o  
1. 仿真 M*|x,K=U  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 |*Hw6m  
2. 计算 YeT[KjX  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 7&E3d P  
3. 研究 4&}LYSZl  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Nw8lg*t"  
@jX[Ho0W'  
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。 FgLV>#)-  
&0~E+ 9b  
应用示例详细内容 aH*)W'N?  
系统参数 J&wrBVv1uk  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 y^?7de}  
>HXT:0  
 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。 TN4gGky!  
,..&j+m  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 J;HkR9<C  
UO>ADRs}  
2. 说明:光源 wUv Zc  
ng"R[/)In  
> T=($:n  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ,dP-sD;<  
 因此,相干长度大于1m P-.>vi^+  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Y:XE4v/)@L  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 1Jjay#  
q{ i9VJ]  
S{&,I2aO  
To.CY^M  
3. 说明:光源 W{<_gD9  
_SY4Q s`d  
 R5(<:]  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 yHsmX2s  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 9ePG-=5I  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 u1R_u9  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
$hXhq*5|c  
4. 说明:光学元件 [@(M%  
~bC{ R&p  
g1UP/hNJ\8  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Gm~jC <  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 tNj-~r  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 qj/ pd 7\  
 透镜材料为N-BK7。 YMb\v4  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。  rl"$6{Z}  
MEf`&<t  
)RG@D\t,  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ;/l$&:  
~gg(i"V  
,T& =*q  
 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)。 GG<{n$h  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 TrD2:N}dI  
[$:M/5y9  
6. 分光器的设置 M$iDaEu-  
CobMagPhr  
(xxNQ] l-(  
4LO4SYW7  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 u_ou,RF  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 sxc^n aK0  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 <?yf<G'$  
lOB*M!8   
7. 合束器的设置 "x~VXU%xU  
_sLSl; /t  
Z1Y/2MVSb  
s[<a(  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 3h N?l :/b  
 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。 [Ume^  
%8C,9q  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 c$fi3O  
G4O $gg  
CWKN0HB  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 yR}PC/>  
应用示例详细内容 *WTmS2?'h  
仿真&结果 J5Pi"U$FkY  
[&H$Su}$0  
1. 结果:利用光线追迹分析 ;6+e!h'1  
Em6P6D>S>,  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 uT1xvXfqP  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
,zXP,(x  
cl2+,!:  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 {p.D E  
j<,Ho4v}_  
I'sq0^  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 '?$N.lj$d  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 $+'bRUo  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
`wGP31Y.  
uO]^vP]fT  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 9c pjO  
\Dn47V{7-  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 KkD.n#A  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 Jeb"t1.$  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Xgb ~ED]  
C6<*'5T  
4. 对准误差的影响:元件平移 vH[G#A~4  
Uw`YlUT\  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 /kZ{+4M  
 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。 #k}x} rn<'  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 $nf5bo/;  
{:@MBA 34  
\}:RG^*m  
5. 总结 &Hl*Eg f  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4k7 LM]  
-=;V*;  
4. 仿真 85{2TXQ^%=  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 #saK8; tp  
heizO",8.&  
5. 计算 WSi`KNX  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 U-]Rm}X\M  
aB $xQ|~  
6. 研究 J`I^F:y*  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 l^~E+F~  
Sh@en\m=#S  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 3)ZdT{ MY  
Tr\6 AN?o  
扩展阅读 (7zdbJX  
!EwL"4pPw  
1. 扩展阅读 {.HFB:<!}  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 3QZ~t#,7ij  
C<G`wXlP|  
 开始视频 {p90   
- 光路图介绍 tJ qd  
- 参数运行介绍 :6T 8\W  
- 参数优化介绍 kO)+%'L!8  
 其他测量系统示例: ~ZxFL$<'3  
- 迈克尔逊干涉仪
<w1# 3Mu'  
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