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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 YpL{c*M  
uAK-%Uu?  
应用示例简述 7EQ |p  
ToDNBt.u{+  
1. 系统说明 Z&JW}''n|F  
Zhz.8W  
 光源 'n)M0e  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) *2=:(OK  
 元件 &R\ .^3  
— 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 <`H:Am`  
 探测器 JgYaA*1X  
— 干涉条纹 aR*z5p2-w  
 建模/设计 ]*[S# Jk  
— 光线追迹:初始系统概览 Gob1V  
— 几何场追迹加(GFT+): DE."XSni  
 计算干涉条纹。 QmbD%kW`3  
 分析对齐误差的影响。 S[X bb=n  
QmT]~4PqS  
2. 系统说明 *1Nz VV  
}"Hf/{E$_"  
参考光路 c<pr1g  
*oZBv4Vh   
3. 建模/设计结果 VAsaJ`vcb  
224I%x.,  
kX+y2v(2++  
4. 总结 ;u!>( QQ  
i7cMe8  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;w}ZI<ou  
| 1T2<ZT  
1. 仿真 %I&Hx<H j  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 7=Ew[MOmM  
2. 计算 |v[{k>7f  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 h+t{z"Ic=  
3. 研究 !yG{`#NZZ  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 3xp%o5K  
8iqx*8}  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 My,ki:V?g6  
7MOjZD4?  
应用示例详细内容 >9uDY+70I3  
系统参数 efl6U/'Ij  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 y9pQ1H<F;  
najd~%?Rs  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ,DXNq`24  
R`!x<J  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 aOyAP-m,  
@Zjy"u  
2. 说明:光源 J0C,K U(  
O}Fp\"  
kNd[M =%  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 k .KN9=o  
 因此,相干长度大于1m F?T3fINR  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 b@/z^k{%  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ,*@m<{DX)  
RUlM""@b  
mxGa\{D# y  
_F;(#D  
3. 说明:光源 q,PB; TT  
do+HPnfDzU  
m%qah>11  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 CsQ}eW8uEf  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 9"I/jd0B  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 vz#rbBY*;  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
h<$Vry}  
4. 说明:光学元件 z X2BJ  
[ 3]!*Cd  
Me`jh8(K\6  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 4%KNHeaN  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 zYbSv~)  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 !FA^~  
 透镜材料为N-BK7。 5A>W;Q\4  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 J 2v=b?NE  
H9x xId?3u  
[6FCbzS_W  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 cPPE8}PVH  
q/6d^&  
/H:'(W_b;  
 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)。 QG4#E$ c  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 kC!7<%(  
/=FQ {tLr  
6. 分光器的设置 T]Vh]|_s  
15)=>=1mR.  
+s V$s]U  
Fm#4;'x5E  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 pV=X  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 s~6?p% 2]  
 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 \(cu<{=rU  
"e&S*8QhM  
7. 合束器的设置 c}U&!R2p{  
OU]!2[7c  
cZe,l1$  
51*o&:eim  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 3G~ T_J&  
 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。 r\F`xtR(  
N*|Mfpf  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 LrX7WI  
d?$FAy'o5  
*S~gF/*kP  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 0vqXLFf   
应用示例详细内容 B+ud-M0  
仿真&结果 c]P`U(q9TV  
'&I.w p`^  
1. 结果:利用光线追迹分析 ^*C8BzcH  
xx)egy_  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 |O%`-2p]p  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
_bHmcK  
5)wz`OS  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 W~$YKBW  
x\]%TTps  
~gNa<tg"1  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 [>A%%  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ? DWF7{1  
 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。
4N[8LC;MH  
7H:1c=U  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 |bk.gh  
U!r2`2LY  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 ZZL.&Ho  
 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°。 zF[kb%o  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 _n,Ye&m  
02g}}{be8  
4. 对准误差的影响:元件平移 c:.k2u  
G1K5J`"*  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 iq)4/3"6  
 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。 #eD@s En  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 +!\$SOaR{  
Cu3^de@h  
Bd*:y qi  
5. 总结 ?B.>VnYZ/a  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 +Em+W#i%?  
)mT{w9u  
4. 仿真 eGwrSF#a)  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 R=yn4>I  
L=nyloz,0  
5. 计算 MDGD*Qn~  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9!6sf GZ  
qn}4PVn4  
6. 研究 S 'S|k7Lp  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Tp2`eY5  
 w~wpm7  
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。 }SIUsh'  
]|ew!N$ar=  
扩展阅读 ;^za/h>r  
Hy`Ee7>  
1. 扩展阅读 f'` QW@U  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。  pbM~T(Y8  
o{5es  
 开始视频 &,/_"N"?D  
- 光路图介绍 zRSIJ!A~  
- 参数运行介绍 x8 YuX*/I  
- 参数优化介绍 MwMv[];I  
 其他测量系统示例: :Lu=t3#  
- 迈克尔逊干涉仪
f-6-!  
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