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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 ShP^A"Do 1FL~ndJs 应用示例简述 ~t~k2^)|" 3J|F?M"N7 1. 系统说明 ,77d(bR< SBk4_J/_ 光源 .glA
gt — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) +`3)o PV) 元件 nuMD!qu!nZ — 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 a;qryUyG 探测器 -[9JJ/7y
— 干涉条纹 m{cGK`/\ 建模/设计
}Gm>`cw- — 光线追迹:初始系统概览 g<;q.ZylT — 几何场追迹加(GFT+): ;oKZ!ND 计算干涉条纹。 gpvYb7Of0 分析对齐误差的影响。 Y^;ovH~ ve `O!X(( 2. 系统说明 I7vz+>Jr Q4!_>YZ
参考光路 TA`1U;c{n  c%2QZ C 3. 建模/设计结果 L:pYn_ 2~1SQ.Q<RY
$%CF8\0 4. 总结 F|o:W75 kHghPn?8] 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 U9:zVy 5T_n %vz 1. 仿真 Pw7]r<Q 以光线追迹对干涉仪的仿真。 uD$u2 2. 计算 +,TRfP
Fb 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。
nJG U-Z 3. 研究 G C),N\@Q 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 VgG0VM
eueH)Xkf 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。 _(W+S`7Z *v
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应用示例详细内容 53;}Nt#R 系统参数 U3ADsdn 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 |C;=-| {3>$[bT 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。 IXMop7~ *KZYv=s,u 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 DbBcQ% 8\@m
- E!{ 2. 说明:光源 Sxt"B ExY] Sdx $-OA'QwB] 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Thp[+KP> 因此,相干长度大于1m XV7Ex\D* 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 lLX4Gq1 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 [N-Di" XO>KZV7)
!fV+z%: 0#7>o^2 3. 说明:光源 a5dLQxb SXSgld2uS MD}w Y><C 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 @+&LYy72 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 m<<+ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 JinUV6cr 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 |0&IXOW"XF 4. 说明:光学元件 3H'sHuK"X u4*BX& &pxg.
3 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ")1:F> 位相延迟平板材料为N-BK7。 rP'me2
B 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 m;$b'pT 透镜材料为N-BK7。 vRYQ{: 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^L,K& Jd (=FRmdeYl1 vJLK,[ 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 [DYQ"A=)d `{gHA+B (Nq=H)cm8 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)。 x[|}.Ew 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 9V a}I- ;t)3F 6. 分光器的设置 B4ZBq%Z_ s `e{}\ V_)-#=J S0$8@"~= 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 "BAK !N$9 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 v<k?Vu 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 t <~h'U S*pGMuui 7. 合束器的设置 NCveSP 'z8pzMmT pR<`H' Z<oaK 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 W@>% {eE 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 ]dVGUG8 G+9,,`2 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ! 6 #X>S14 50h!
X9 ;T\%|O=Ke 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 cbjs9bu 应用示例详细内容 ?JbilK}a 仿真&结果 yNBQGSH ^^u5*n+5 1. 结果:利用光线追迹分析 z9f-.72"X Ha#=(9. 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 AD>e?u 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 &$BjV{,/zc D_ 2:k'4 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 > tS'Q`R sFKX-S~: 9yu\ Ot 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Oamg]ST 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Z3e| UAif 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。 O^PKn_OJ T wB}l 3. 对准误差的影响:元件倾斜 2>9C-VL2 KM0ru 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 \&:nFb%= 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°。 yf)%%& 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 jdP2Pf^^ OKZV{Gja 4. 对准误差的影响:元件平移 tIi&;tw] r r %V.r;2 元件移动影响的研究,如球面透镜。 mUC)gA/ 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。 eIF5ZPSZi 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 KkyVSoD\ n8 0?N}
V-P#1Kkh 5. 总结 \w>y`\6mX 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]%SH> hag$GX'2k 4. 仿真 TqQB@-! 以光线追迹对干涉仪的仿真。 c]<5zyl"j1 Wb_J(!da 5. 计算 *R,5h2; 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 rKc9b<Ir X`/k)N>l 6. 研究 =Bey gT^ 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 }#+^{P3 ; :=V[7n]) 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。 J{<X7uB 7z,C}-q 扩展阅读 B mb0cFQ (L:>\m&NO 1. 扩展阅读 1.hyCTnI 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 5;WH:XM Vp\,CuQ 开始视频 VQ@ - 光路图介绍 W@IQ^
}E - 参数运行介绍 {YC@T(
- 参数优化介绍 wJqMa9| 其他测量系统示例: G_JA-@i% - 迈克尔逊干涉仪 RB\uK
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