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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 X-TGrdoX "5sA&^_#_ 应用示例简述 }Ya! [tX 7-~)/7L 1. 系统说明 gMkSl8[ Km,o+9?1gF 光源 VEn3b — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) U0{)goN. 元件 f\.y z[ — 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 |3Oyg ?2 探测器 &?Q^i">cZ — 干涉条纹 &rPAW V'v 建模/设计 w9O!L9 6 — 光线追迹:初始系统概览 b0f6p>~q^ — 几何场追迹加(GFT+): -p>1:M < 计算干涉条纹。 X7`-dSVE 分析对齐误差的影响。 B
I3fk !"Q%I#8uh 2. 系统说明 )& Oxp&x |JHNFs
参考光路 V|}9bNF  4gNN " 3. 建模/设计结果 S7#dyAX8 y;<suGl
-/0\_zq7 4. 总结 hN]l
$Ct &/)B d% 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $|3zsi2 UwF-*(#41 1. 仿真 p|mFF0SL 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ]*lZFP~ 2. 计算 6akI5\b 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )Ho"b 3. 研究 uozq^sy 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Rt&5s)O' m.1-[ 2{8~ 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 %iEdU V\$ 0chpC)#Q3;
应用示例详细内容 Tcc83_Iq 系统参数 P3Lsfi. 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 G +41D c_M[>#` 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 V@b7$z X"r.*fb;N 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 WWZ<[[ > /4c`[ 2. 说明:光源 bR~(Ry` x;E/ m{X{h4t 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 KF1iYo>p 因此,相干长度大于1m kD%MFT4 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Dykh|" 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 !k*B-@F U1E@pDH
5dN>Xjpu \/;c^!(< 3. 说明:光源 =N{?ll6x7g YGLq~A !t"/w6X1I 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Ka-o$o[^u` 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 &B[*L+-E 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 .KC V|x;QW 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 Qj_)^3`e 4. 说明:光学元件 bPP@ ?YZgH>7" ecJjE
56P 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 z~3ubta8(@ 位相延迟平板材料为N-BK7。 sCzpNJ"8
所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 3%1wQXr0 透镜材料为N-BK7。 M:%g)FgW 其中心厚度与位相平板厚度相等。 FK~wr;[ 9< 07# 8c. <3@nv% 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 24? _k]Y ]GY8f3~|{ L
FJ@4]%V 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 7sOAaWx 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 ~K3Lbd|
r V*Fy@ 6. 分光器的设置 hLgX0QV #-G@ p C=q&S6/+ *P/A&"i[E 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 % R25, V 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 8w:mL^6x 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 (:`4*xK
@S}j=k 7. 合束器的设置 W$SV+q(rT H%U z[QDJMt> JkT!X 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 \EoE/2"< 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。 \:1$E[3v bF_0',W 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 "i/GzD7 `n z8}QXXa U=
f9b]Y 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ?;`GCE 应用示例详细内容 >h#juO" 仿真&结果
k# Ho7rS& S$fS|N3]% 1. 结果:利用光线追迹分析 /ZabY Eze w@*( 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 )rj!/% 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 .U|'KCM9m _zM?"16I} 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 UMd.=HC L 6IT6EkiT kjV>\e 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ">1wPq& 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 e\[q3J 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。 5!Y\STn 1z&"V}y 3. 对准误差的影响:元件倾斜 Qfy_@w] x+6z9{O 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 M$ieM[_T 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 P}gtJ; 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 AU`z.Isf uuFQTx)) 4. 对准误差的影响:元件平移 ?;P6#ByR ;ZI8vFb 元件移动影响的研究,如球面透镜。 }DjVZ48 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 RPeH [M^ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 p7`9
d1n Y]`=cR`/" k}<H 5. 总结 P8dMfD*"E 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 zFO0l). }#e=*8F7 4. 仿真 7lwI]/ZH* 以光线追迹对干涉仪的仿真。 YiuV\al "OI$PLK 5. 计算 2RNee@!JJP 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2oahQ:
}B UQh.o 6. 研究 a9NuYYr,h 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Z|a*"@5_ [&&#~gz 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。 iC iKr aW By7lSbj 扩展阅读 v ,h"u =*ErN 1. 扩展阅读 %{r3"Q=;W 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 b&h'>( bV(BwWm 开始视频 6%6dzZ - 光路图介绍 {e2ZW] - 参数运行介绍 !fAvxR - 参数优化介绍 |-/@3gPO 其他测量系统示例: jMI30 - 迈克尔逊干涉仪 Fng
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