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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 Cbq|<p# #o #n5DK{e 应用示例简述 R3<2Z0lqy 8YLS/dN0 w 1. 系统说明 EXz{Pqz G^6\ OOSy 光源 vrr`^UB2 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) @&4s)&-F 元件 ;/-X;!a> — 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 N =0R6{' 探测器 @:M?Re`L — 干涉条纹 Sd\+f6x 建模/设计 %(v<aEQtt — 光线追迹:初始系统概览 Qk_Mx" — 几何场追迹加(GFT+): J_tI]?jrU 计算干涉条纹。 &58TX[# 分析对齐误差的影响。 giNyD4uO sP`
k{xG 2. 系统说明 J nzI-
y jaOt"iU.B
参考光路 ,iYKtS3  Cjn)`Q8 3. 建模/设计结果 L[LgQ7esQ =#Qm D=
SaA9)s 4. 总结 ]di9dLT OQC.p,SO 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 P?Fm<s: 45DR%cz 1. 仿真 UZqQ|3 以光线追迹对干涉仪的仿真。 l*0`{R 2. 计算 ==W`qC4n?n 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8g!C'5 3. 研究 |AS`MsbI9 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 1r-#QuV# d J;y>_ 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。 F87aIJ.pGN YJ[Jo3M@j0
应用示例详细内容 .}6Mj]7?i 系统参数 MY$-D+#/` 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 K7
N)VG R/UL4R,)^ 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。 HsQ\xQ"k! LmA I vEr 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ?4&C)[^ 0
3/<A ^ 2. 说明:光源 kpU-//lk+ u3XQ<N{Gj $!-a)U,w$B 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 /t<C_lLM 因此,相干长度大于1m m@W\Pic,j. 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 j & x=?jX 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ncy? w
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(H*d">`mz #FHyP1uyc 3. 说明:光源 VSJ08Ngi
eK]$8l|LI e=<%{M& 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 df$VC 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。
jRv j:H9 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 [Tq\K ^!^ 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 =%Yw;%0)Y 4. 说明:光学元件 a=!I(50
E+.%9EKU t ;~H6 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 .-(s`2 位相延迟平板材料为N-BK7。 9j6 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 ny,a5zEnF 透镜材料为N-BK7。 f/VrenZ_ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 51\N+ 9u->.O: p =?, dX 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )ZI9n7 -}W` ZMVQo-= 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)。 iQI$Y]Y7 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 b[MdA|C%j 2EdKxw3$] 6. 分光器的设置 o=,q4;R' \AT]$`8@_ \40d?N#D H3?HQ>&O7 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 #n[1%8l, 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 pNHO;N[& 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 ;AwQpq>dy $)5-}NJf' 7. 合束器的设置 i~k9s \3ZQ:E}5 77Fpb?0` \G}$+ 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 l^F%fIRp) 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。 l u^fKQ 3]X9 z 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 PKx ewd &d`z|Gx9 MWHGB")J 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)。 B3P#p^ 应用示例详细内容 SQZUkKfb 仿真&结果 wlh V!a0> Pw"o[8 1. 结果:利用光线追迹分析 [;Q8xvVZ' P`^{dH$P 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 n>w/T" 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 &tULSp@J f4s^$Q{Q 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 yvgn}F{} u7e g:0Y tp3>aNj 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 NjCdkT&g 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ~9:ILCfX 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。 @[qGoai U[$KQEJYj 3. 对准误差的影响:元件倾斜 pLFJ"3IJB lD8&*5tDmP 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 nC3U%*l 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 vu%:0p`K 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 [\M=w7 Y}bJN%M 4. 对准误差的影响:元件平移 ;JcOm&d/hk z|Hc=AU8y 元件移动影响的研究,如球面透镜。 0`KB|=> 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 cm8-L[>E 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 CWVCYm@!kz ]y'/7U+ brkR,(#L3 5. 总结 LiyEF&_u 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 uhuwQS=X 3&D;V;ON}_ 4. 仿真 !9!kb 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y2
&N#~l* 959i2z 5. 计算 NX$S^Z\QI 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~HwY?[}!m w$9aTL7 6. 研究 oRM,_ 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 LF'M!C9| yqF$J"=| 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。 6?/$K{AI ?"p:6%GFz 扩展阅读 S8O^^jJq; 5q`d=L, 1. 扩展阅读 3U&QonCV 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 +e0]Y8J{ e&C(IEZ/N; 开始视频 7@MGs2 - 光路图介绍 O[3AI^2 - 参数运行介绍 [?<"SJ,` - 参数优化介绍 .,:700n+^ 其他测量系统示例: J}7iXTh - 迈克尔逊干涉仪 8k$iz@e
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