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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 gQ4Q
h; ?nJ7lLQA 应用示例简述 __r]@hY _Qg^>}]A1 1. 系统说明 qOYCQ M-1 VB5 光源 fH~InDT^ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) UOHU1.3$T 元件 +6t<FH — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 qawb9Iud0 探测器 }[XzM/t — 干涉条纹 JF!?i6V 建模/设计 *5Upb,** — 光线追迹:初始系统概览 Ry>c]\a] — 几何场追迹加(GFT+): \U;4\ 计算干涉条纹。 f>\OT
分析对齐误差的影响。 Dz/I"bZLC HPl!r0 h 2. 系统说明 #TZf\0\! nD6mLNi%a
参考光路 WGjT06a\  UH/) 4Wg 3. 建模/设计结果 b:3n)-V{ u YfL|FsCh
y;Xb."e~ 4. 总结 {|?OKCG{ 4q#6.E;yy 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 dK'?<w$ 1];rW`Bw 1. 仿真 9t@^P^}=\m 以光线追迹对干涉仪的仿真。 c#sPM!! 2. 计算 'U
',9 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9Axk-c 3. 研究 YSwAu,$jf 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 9n{tbabJ #-
$?2?2 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 "3o{@TdU wy6> ^_z
应用示例详细内容 x&9}] E^< 系统参数 *KNj5>6= 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 >m='#x0>Y Sx)b~ * 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 yoa"21E$ 3a PCi>i!_ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 :e> y=
s> lJ.:5$2H 2. 说明:光源 s\ft:a@ -=BQVJ_dK{ z=1 J{] 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 %T@ 3-V_ 因此,相干长度大于1m ixF
'- 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 *0zdI<Oe 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 pQ%~u3 xc)A`(g
Yqz(@( % ucP}( $ 3. 说明:光源 :0G "EM4 #4S">u rX*4$d0 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ipU,.@~# 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 k(1]!c4J0 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 7U68|\fI! 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 ~EJVlji 4. 说明:光学元件 gwE#,OY* -JOtvJIQI r0kJx$f 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =" Q5Z6W 位相延迟平板材料为N-BK7。 {n9]ej^
所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 &}}c>]m 透镜材料为N-BK7。 sYnf
# ' 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ,ErJUv ,b;eU[!] w@&g9e6E 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ',GWH:B `s
HrC dL;C4[(N 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)。 d*3;6ZLy 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 5bU[uT,`6
d(PS 6. 分光器的设置 ^q``f%Xt P.^%8L f9v%k'T[ ,i KEIxA! 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 *s4h tt 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 9pAklD 4 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 }^r=( I2G4j/c=z 7. 合束器的设置 I*cB
Ha SF$'$6x} Vk%[N> \uxDMKy 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 yVA<-PlS< 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 ,>(/}=Z. !YD~o/t@| 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 AQX~do\A Qw>ftle v:otR%yt 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 AIZs^
`_ 应用示例详细内容 EB8=* B8 仿真&结果 3I0=^>A OO)m{5r,{ 1. 结果:利用光线追迹分析 kmHIU}Z :4 9ttJl 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 (`S32,=TS 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 [I/f(GK s7j#Yg 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 8@`"Zz M !uaV6K a/d'(] 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 N}`.N 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Yphru"\$ 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 aH@Ux?-} TR2X' `:O 3. 对准误差的影响:元件倾斜 R7~H}>uaF }bj
dK 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 &Xr@nt0H 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 w74)kIi 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 n_G< /8 02g!mJW>}y 4. 对准误差的影响:元件平移 xw?Mc{w JNY;;9o 元件移动影响的研究,如球面透镜。 Z";~]]$!Y 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。 M4hzf 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 c\2+f7o@ `-)!4oJ] QWt?` h= 5. 总结 _Wcr'*7 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }e}J6[wP 5nq0#0Oc 4. 仿真 hh\\api 以光线追迹对干涉仪的仿真。 0bY}<x(; HsA4NRF'7 5. 计算 F8e]sa$K\ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 om$x;L6 5DgfrX 6. 研究 \@yx;}bdI 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 FD?!bI4 EdQ:8h 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。 *5( h,s3& LKtug>Me 扩展阅读 \^<eJfD *Xh)22~T 1. 扩展阅读 ~*-(_<FH 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 L_f u<W >)g`;iO 开始视频 F
Qtlo+3 - 光路图介绍 OnO56,+S^ - 参数运行介绍 rLMjN#`^ - 参数优化介绍 tb;!2$ 其他测量系统示例: U1pL
`P1 - 迈克尔逊干涉仪 w2BIf[~t
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