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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 )*XWe|H_  
X$1YvYsID  
应用示例简述 yocFdI  
vzbGLap#  
1. 系统说明 j$XaO%y)  
<%% )C>l  
 光源 $ (xdF  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) yEbo`/ ]b  
 元件 4%8den,|  
— 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 ezY^T  
 探测器 Gos# =H  
— 干涉条纹 eD2eDxN2  
 建模/设计 yvzH}$!]  
— 光线追迹:初始系统概览 *s" OqTM]x  
— 几何场追迹加(GFT+): 0%[IG$u)|  
 计算干涉条纹。 EmrkaV-?k  
 分析对齐误差的影响。 73 .+0x  
^,^MW  
2. 系统说明 0L8fpGJ  
! }e75=x  
参考光路 U*\K<fw   
FvPWS!H  
3. 建模/设计结果 PH:5  
{D..(f1*u  
y9/nkF1p  
4. 总结 .N.RpRz{f  
.81Y/Gad_  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @~|;/OY>"  
G rU`;M"  
1. 仿真 Fp@>(M#3  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Wu|MNB?M  
2. 计算 (t V T&eO  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 qWWt5rJ  
3. 研究 >lQa"F=  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 W!O/t^H>  
)fIG4#%\  
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。 Cm%I/4  
! M CV@5$  
应用示例详细内容 iEr?s-or  
系统参数 ovM;6o  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 9D M,,h<`  
P;z\vq<h  
 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。 nr -< mQ  
u<fZ.1  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 #|Lsi`]+  
WrDFbcH  
2. 说明:光源 xxl|j$m  
h6O'"  
p o)lN[v  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 'fb\t,  
 因此,相干长度大于1m T!y 9v5  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 W3>9GY90R  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 < B]qqqP  
_L~ 3h  
1`L.$T,1!  
612,J  
3. 说明:光源 Ot\[Ya''  
=_C&lc"  
.0xk},  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 .$}z</#!  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 2/V%jS[4#y  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?G',Qtz<K  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
y3 N[F  
4. 说明:光学元件 H.;}%id  
X,3\c:  
579D  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 9,_~qWw  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ]*k ~jY,  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Bi \fB-|  
 透镜材料为N-BK7。 [s]$&  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 XPMUhozV  
pA_u;*  
X=m^+%iD  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 M_%KhK  
d@{12 hq  
l\V1c90m  
 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)。  {p/Yz#  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 -['& aey}a  
 NnHaHX  
6. 分光器的设置 }MMKOr(  
S{&%tj~U  
{vW0O&[  
b,+KXx  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 Lm`-q(!7w  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 }2RbX,0l9  
 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 (Ytr&gh;0  
fm^`   
7. 合束器的设置 l"dXL"h  
%SIll  
U&R)a| 7R  
qCrpc=  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 0F- +)S?M[  
 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。 FT6CKsM"  
vO9=CCxvq  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 wt9f2  
M"s:*c_6  
7Rtjm  
 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)。 ;Krs*3 s  
应用示例详细内容 (#>X*~6  
仿真&结果 .,qh,m\Fo  
v07A3oj  
1. 结果:利用光线追迹分析 =kwz3Wv  
e&i`/m5  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 JK!`uG+v  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
Oj%5FUP~[%  
T`]%$$1s  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 N& F.hi$_  
@UdF6 :T  
L58H)V3Pn  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 + (:Qf+:  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 #0h}{y E  
 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。
@,,G]4zZ!  
dB#c$1  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 4Lk<5Ho  
SOsz=bVx  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 *u|1Z%XO  
 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°。 ;?iu@h  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 }L|B@fW  
9\Ff z&  
4. 对准误差的影响:元件平移 T<Y*();Zo  
F%lC%~-qh  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 5-fASN.Lx  
 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。 5o4KV?"  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 IOxtuR  
R%}<z*~NE@  
`q^qe>'  
5. 总结 (AjgLNB  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 YhRy C*b  
K^"l.V#J  
4. 仿真 p]y.N)a  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 JBc*m  
G{X7;j e  
5. 计算 R87@.  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #d[Nm+~ko  
5/ U{b5  
6. 研究 5"b1: w@  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 K@[Hej6d  
+C7W2!I[G2  
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。 lq3D!+ m  
l\N2C4NG  
扩展阅读 $E;Tj|W  
jzpDKc%  
1. 扩展阅读 kQ&Q_FSO  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 8#,_%<?UVy  
K9}Brhe  
 开始视频 c]U+6JH  
- 光路图介绍 |XQ_4{  
- 参数运行介绍 7J6Z?  
- 参数优化介绍 +CSv@ />3  
 其他测量系统示例: Oop6o $k  
- 迈克尔逊干涉仪
~bzac2Rp  
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