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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 HrK7qLw7 KFhnv`a.0 应用示例简述 vp|.x |@ APUpqY 1. 系统说明 #&sw%CD P[K42mm 光源 $z,rN\[ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) MwE^.6xl{ 元件 =38c}( — 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 yc7"tptfF 探测器 oAt{#v — 干涉条纹 tq.g4X ;_ 建模/设计 O5v~wLx9e — 光线追迹:初始系统概览 MA+{7 [ — 几何场追迹加(GFT+): p)c"xaTP#F 计算干涉条纹。 n2N:rP 分析对齐误差的影响。 dUc?>#TU WR zIK09@ 2. 系统说明 }$oZZKS YgLHp /
参考光路 y.aeXlc[  z{(c-7* 3. 建模/设计结果 j"Z9}F@ L"It0C
$_+.D`vx` 4. 总结 }>yQ!3/i ;mauA#vd 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4c,{Js )YPut. 1. 仿真 #9/S2m2\YG 以光线追迹对干涉仪的仿真。 mQ=nU 2. 计算 7e/K YS+!s 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 =
KJ_LE~) 3. 研究 XQStlUw8+ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 yv(\5)XF 0czEA 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ^$;5ZkQy w9,w?%F
应用示例详细内容 OE(!^"5?[ 系统参数 (i@B+c 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 P~@.(hed qlg?'l$03) 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 %Hpz^<` 8C4v 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 KY9&Ky+2 B (;2]`D [x 2. 说明:光源 0#!Z1:Y ]cP$aixd *k
!zdV 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 icXeB_&cS 因此,相干长度大于1m @YI-@ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 kWxcB7)uk 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 KFf6um A08{]E#v>
q/3 )yG6s B'-L-]\H 3. 说明:光源 x`Ik747^v ,7^,\ ,-m :M\3.7q 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 4L/8Hj#g 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Na>?1F"KHk 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?T7ndXX 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 YnwP\Arfq 4. 说明:光学元件 l>?k>NEpP "dFuQB !~a1xI~s 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 k-|b{QZ8!; 位相延迟平板材料为N-BK7。 =Y<RG"]a&J 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 @WO>F G3 透镜材料为N-BK7。 dH+oV` 其中心厚度与位相平板厚度相等。 .Eg[[K_iD ">'`{mXew H<C+rAIb 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 #(o( p O`2hTY\ z|WDqB%/I 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)。 l ArDOFl]x 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 zH1:kko A"no!AN 6. 分光器的设置 [LrA_N &46Ro|XE` .+2@(r sI#r3:?i 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 kz?m `~1 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 [B" CNnA 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 93fClF|@ mFeoeI,Jv 7. 合束器的设置 ZY{zFg9 N83g=[
D?@e,e hwB>@r2 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。
>TQnCG= 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。 ,]8$QFf E@D}Sqt 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ;sfk@ec iVqa0Gl+} p'`pO"EO 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Fc.1)yh. 应用示例详细内容 Sp^jC
Xu 仿真&结果 d}_%xkC ?j-;;NNf 1. 结果:利用光线追迹分析 G,JK$j>*l
-3eHJccB 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 {Wh7>*p{3 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 QP0[ /8tF7Mmr 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Fmux#}Z t}2$no? YMTB4|{ 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Mg}8 3kS 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 _M9-n 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 l1wYN,rv Ss
c3uo 0 3. 对准误差的影响:元件倾斜 L2m~ GnP|? ye-R 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Fu6~8uDV{{ 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 ;yVT:qd
% 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 |m /XGr Rr3<ln 4. 对准误差的影响:元件平移 L fx$M GO=3<Q{; 元件移动影响的研究,如球面透镜。 {'R\C5:D7 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。 2Ed 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 !JE=QG" ZJeTx.Gi6 b+qdl`Vd 5. 总结 =zXii{t 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1L:sck5k |)\{Rufb 4. 仿真 GVt}\e~" 以光线追迹对干涉仪的仿真。 X9xXL%Q L4C_qb k;: 5. 计算 "8|a4Y+F 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 sHi *\ }xE}I<M 6. 研究 &@anv.D 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 c _faW ,@*Srrw 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。 7TW</g( g0
NSy3t 扩展阅读 !p#+I= t)hAD_sf 1. 扩展阅读 3vK,vu q 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 IU*w'a GDMg.w4Yk 开始视频 DRUvQf - 光路图介绍 /o)o7$6Q - 参数运行介绍 d#*n@@V4 - 参数优化介绍 \L@DDK|"`6 其他测量系统示例: /5Zt4&r - 迈克尔逊干涉仪 !04zWYHo
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