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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 (;h]'I@  
XT_BiZ%l5O  
应用示例简述 4%j&]PASa1  
_.06^5o  
1. 系统说明 _?_Svx2  
7\U1K^q  
 光源 I.e'  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) z(orA} [  
 元件 .^.UJo;4G  
— 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 T[q-$8U  
 探测器 @4B2O"z`  
— 干涉条纹 Pjb9FCA'  
 建模/设计 7RD` *s  
— 光线追迹:初始系统概览 Q84KU8?d  
— 几何场追迹加(GFT+): A1ebXXD )  
 计算干涉条纹。 v|,Hd  
 分析对齐误差的影响。 3Yj}ra}  
BK d(  
2. 系统说明 v,i:vT\~  
nLfnikw&  
参考光路 S s`0;D1  
M*S5&xpX  
3. 建模/设计结果 u\.sS|$  
\]ODpi 2  
8:xQPd?3  
4. 总结 |b3/63Ri-0  
VD#^Xy4% r  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,m b3H  
-% f DfjP  
1. 仿真 49zp@a  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 +li^0+3-'  
2. 计算 -5ec8m8  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 "&+0jfLY+  
3. 研究 -<O:isB   
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 `( a^=e5  
^ KjqS\<  
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。 #129 i2  
86I*  
应用示例详细内容 XbOL/6V ^[  
系统参数 j5)qF1W,  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 r#}Sy \  
HYH!;  
 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。 5UM[Iz  
N+V-V-PVk  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 d?P aZz{4  
j&mL]'Zy  
2. 说明:光源 =% JDo  
E>1USKxn  
]1[;A$7  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 W[m_IY  
 因此,相干长度大于1m E{ ,O}  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 }Tef;8d  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 F3'X  
 ~EM];i  
fytx({I .a  
,'673PR  
3. 说明:光源 .0|J+D  
o%5bg(  
L' pZ  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 6J*`<k/ S  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 mC7Y *  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 HW G~m:km  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
}a1UOScO0  
4. 说明:光学元件 W Q&<QVK  
O?WaMfS[1  
!tdfTf$  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 xVyUUzXs  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 $OD5t5eTsM  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 & B4U)  
 透镜材料为N-BK7。 z Y|g#V-  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 <X |h *  
>cNXB7]E>  
u3:Qt2^S  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ka3 Z5  
S8RB0^Q7  
1#<E]<='t  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 h;KK6*Z*$E  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 pQY>  
#U}U>4'  
6. 分光器的设置 uLM_KZ  
@;}H<&"  
&^_(xgJL  
03o3[g?  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 m4wTg 8LJ  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Ol9 fwd  
 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 )''wu\7A)'  
,<^HB+{Wo  
7. 合束器的设置 BfT,  
|q2lTbJ  
i)i)3K2  
)X;cS} yp  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 J\'5CG  
 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%(`<a]VIB  
Xh"iP%  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 })lT fy  
F^z8+W  
NCFV  
 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)。 ; ,<J:%s  
应用示例详细内容 b,R'T+4[  
仿真&结果 Sp,Q,Q4  
E$Pjp oQTf  
1. 结果:利用光线追迹分析 vCSB8R  
-0 da"AB  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 [?@wCY4=  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
XFTMT'9  
x,gE$dNzy  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 az;jMnPpR5  
\%Rta$ O?S  
=awO63j>  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 wrYQ=u#Z  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 $3.vVnc  
 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。
m2CWQ[u  
cC^C7AAq^  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 G5#}Ed4  
.00=U;H%`  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 #6s C&w3  
 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°。 1`]IU_)1B  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 pptM &Y  
LDEW00zL  
4. 对准误差的影响:元件平移 `]P5,  
/cC6qhkp%  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ^Lmc%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。 ,/`E|eG1G  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Q!Ow{(|  
!LIfeL.4h  
2HGD{;6>v{  
5. 总结 rk,1am:cg  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 R:OU>HsdX  
$l,Zd6<1q  
4. 仿真 Ogke*qM  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 )6:]o&bZ  
#C1A5JE&  
5. 计算 B UQn+;be  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 3zTE4pHzu+  
Yuo1'gE+  
6. 研究 CQjZAv  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 4^[}]'w  
afF+*\xXN  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 vdT+,x`  
"bR'Bt  
扩展阅读 Sm$j:xw <  
3P#+) F~  
1. 扩展阅读 vDW&pF_eI>  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ]\RSHz  
AX!>l;  
 开始视频 r=DHt&x=  
- 光路图介绍 <L/M`(:=k  
- 参数运行介绍 ";_K x={  
- 参数优化介绍 J7ktfyQ0W  
 其他测量系统示例: ,.oa,sku  
- 迈克尔逊干涉仪
S*CLt  
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