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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 S)Ub/`f{s  
 0jip::x  
应用示例简述 S'v V"  
RE(=! 8lGR  
1. 系统说明 i9f7=-[U_  
|wyJh"4!  
 光源 UH1S_:6  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 'p|Iwtjn>  
 元件 P!>{>r4  
— 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 xPn'yo  
 探测器 KV) Hywl`  
— 干涉条纹 m=("N  
 建模/设计 H L}sqcp  
— 光线追迹:初始系统概览 =2vMw]  
— 几何场追迹加(GFT+): T9U2j-lA?  
 计算干涉条纹。 Bp=oTC G  
 分析对齐误差的影响。 xqi*N13  
/w}B07.  
2. 系统说明 tNi% }~Z  
5* o\z&*L  
参考光路 F'Y 2f6B  
a@V/sh  
3. 建模/设计结果 g~$GE},,  
+cE tm  
Zh fD`@>&  
4. 总结 b[&,%Sm+6  
U`8^N.Snrp  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 I ]WeZ,E  
7/U<\(V!g  
1. 仿真 N8MlT \+r  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ftI+#0?[!  
2. 计算 q|]0on~ ]  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 |)72E[lL  
3. 研究 bVAgul=__  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 =p&'_a^$  
6Qzu-  
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。 +DbWMm  
HHu7{,  
应用示例详细内容 ma]F%E+$  
系统参数 _w5~/PbWt  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 EV?47\ ~  
VM V]TPks>  
 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。 BJ.8OU*9]S  
>fZ/09&3  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 5?~[|iPv  
~&j`9jdOj  
2. 说明:光源 ;KZtW  
R{OE{8;  
!$KhL.4P  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 @BHS5^|  
 因此,相干长度大于1m v<J;S9u=  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 U)I `:J+A  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 N;`[R>Z~  
(HrkUkw  
T m@1q!G  
gHh.|PysW  
3. 说明:光源 &6^W% r  
EDidg"0p  
FskJyB[  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :rs\ydDUF  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Vg,>7?]6h  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 l;Wy,?p  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
D "] [&m  
4. 说明:光学元件 t{S{!SF4  
72`/xryY  
-IE P?NX  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ">vYEkZ3  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Y7t{4P  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 "k1Tsd-  
 透镜材料为N-BK7。 (~pEro]?+)  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 r?yJ  
,pa&he  
;`PkmAg  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 \Af|$9boHz  
,fG_'3wb  
} Ved  
 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)。 wAOVH].  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 5f*'wA  
,S0~:c:)  
6. 分光器的设置 h. (;GJO  
'iISbOM  
|o=\9:wV  
nC!^,c  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 aCi^^}!  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ~B*\k^t`  
 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 6p=xgk-q  
^RyTK|SQ  
7. 合束器的设置 Ee\-q  
g&F<Uv#mZ  
i`nw"8  
3&nc'  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 (DMnwqr  
 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。 $0S"Lh{  
>fj$ wOq  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 P~ pbx  
;6 qdOD6  
7C?mD75j  
 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)。 2[&-y[1  
应用示例详细内容 zu*G4?]~h  
仿真&结果 5m7Ax] \  
ZFuJ2 :  
1. 结果:利用光线追迹分析 G1^!ej  
L8tLW09  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 <d&)|W  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
ZUJOBjb` K  
27 TZ+?  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Bpo68%dx89  
z(X6%p0  
z slEUTj)  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 jsaCnm>&  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 LLY;IUK!R  
 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。
%e<dV\x?T  
!K~$ -jlT  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 ^r :A^q  
}<h. chz,  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 gG;W:vR}l  
 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°。 :Fd9N).%  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 :Sn3|`HDm  
w ]-iM  
4. 对准误差的影响:元件平移 j"u)/A8*  
_O,ZeES  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 hsO.521g  
 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。 ^|{fB,B  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 G5f57F  
W8h\ s {  
5g>kr< K  
5. 总结 p}7&x[fTLk  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 xi. KD  
{1DYXKe  
4. 仿真 iQ"F`C  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 U?j>28  
1+}Ud.v3VW  
5. 计算 mM{v>Em2K#  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 N`6|Y  
yP4.Z9  
6. 研究 " z'!il#  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 T@Z{KV"S  
!z 5d+ M  
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。 rXPx* /C  
q#3X*!)  
扩展阅读 |raQ]b@t&  
82!GM.b  
1. 扩展阅读 [V0h9!  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 gjLgeyyWC  
V <pjR@  
 开始视频 9W$)W  
- 光路图介绍 yv4PK*  
- 参数运行介绍 hAyPaS#  
- 参数优化介绍 .Kwl8xRg  
 其他测量系统示例: 0Jh:6F  
- 迈克尔逊干涉仪
26K~m@  
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