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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 O:ACp<@ P9 y+rF. 应用示例简述 Dl,sl>{ !s:_>P`MQ 1. 系统说明 6Hfv'X5E`Z }z,9!{~` 光源 [("2=Uz; — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ,L4zhhl!_ 元件 {`-AIlH( — 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 DK20}&RQ 探测器 n5)ml)m — 干涉条纹 ""Oir!4 建模/设计 Qg0%rbE — 光线追迹:初始系统概览 ZXXJ!9-&+J — 几何场追迹加(GFT+): :yTr:FoF 计算干涉条纹。 <[w5M?n8 分析对齐误差的影响。 (xKypc+j AMASh* 2. 系统说明 #m;o)KkH$r CHq5KB98+
参考光路 RJKi98xwJ
 I8c:U2D 3. 建模/设计结果 1K(mdL{m5 Db !8N
Ikw.L 4. 总结 <H{K&,Z(ZM k~I]Y, 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 2R,8q0qR: rz&'wCiOO 1. 仿真 Q [C26U 以光线追迹对干涉仪的仿真。 3,2$Ny3N 2. 计算 u~>G8y)k9O 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 L=fy!R 3. 研究 /^v!B`A@ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 W*Ow%$%2 <4<y 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 i7cUp3 Z1:<i*6>D
应用示例详细内容 0*+EYnu+ 系统参数 X|G[Ma? 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 8aKS=(Z!j sKJr34 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 1Kr$JIcd >P:U9
b 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Dr[;\/|# <Q"G
aqZ 2. 说明:光源 2.=u ' Zu~w:uNmU '.<c[Mp 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 2`j{n\/ 因此,相干长度大于1m 0pG +yec 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 (:O6sTx-hE 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 )WW*X6[k B}. :7,/0
<QC7HR l9OpaOVfJ 3. 说明:光源 Hc[@c)DH 3 S*KjY'@ d{t@+}0.u 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 {QaO\{J= 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 t;/uRN*. 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0
f$96sl 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 )?7/fF)@| 4. 说明:光学元件 nnvS.s`O iSR"$H{ t&F:C 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 J/:U,01 位相延迟平板材料为N-BK7。 >;R`Q9s7 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Q672iR\#) 透镜材料为N-BK7。 c
q[nqjC= 其中心厚度与位相平板厚度相等。 /#SfgcDt w4CcdpR 7U1M;@y 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 sD2,!/' w{|`F>f9 B$YoglEW: 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)。 WVhQ?2@ } 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 a5saN5)H <DPRQhNW] 6. 分光器的设置 tm1&OY e`H>}O/ai Mis B&Ok`k I )vR 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 &0\:MJc 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Y`{62J8oy 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 S.B?l_d^ }* }F_Y+ 7. 合束器的设置 g6aqsa XP0;Q;WF} RticGQy&5 uDkX{<_Xe 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Ba5*]VGG 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。 H!hd0. .0RQbc9 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ,H,[)8 \`["IkSg7 ?u?mSO/ 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)。 jO5R ~O` 应用示例详细内容 S]|sKY 仿真&结果 ks6iy}f7 + 9|0\Q 1. 结果:利用光线追迹分析 G4P*U3&p vu.?@k@ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 U^
,! 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 F[%k;aJ 9W]OtS G 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 >B~?
}@^Gk 3.hFYA w 9QB,%K_:4 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 oQ/T5cOj 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 )*XWe|H_ 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。 _deEs5i ,%N[FZ`| 3. 对准误差的影响:元件倾斜 .{ljhE: pjTJZhT2 I 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 (3D& | |