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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 #\z"k<{*  
I;P!   
应用示例简述 vDc&m  
*iPBpEWC  
1. 系统说明 x^pHP|<3`  
@Hp=xC9V  
 光源  3+M+5  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) )$2h:dw_  
 元件 zKG]7  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 3);W gh6  
 探测器 *vzj(HGO  
— 干涉条纹 f_QZ ql  
 建模/设计 cavzXz  
— 光线追迹:初始系统概览 sNC~S%[  
— 几何场追迹加(GFT+): *NI hYg6  
 计算干涉条纹。 zn\$6'"  
 分析对齐误差的影响。 y#lg)nB  
cn_*,\}  
2. 系统说明 EixAmG  
h&b s`  
参考光路 6~8dMy;w  
:Ui'x8yt  
3. 建模/设计结果 ;AarpUw'  
)Vx C v  
`{S4_'  
4. 总结 piPV&ytI  
k@2@%02o9C  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 HR?a93  
NbhQ-  
1. 仿真 Yp9%u9tNq  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 [8`^_i=#  
2. 计算 AiV1 vD`  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 UTuOean ]'  
3. 研究 1 swqs7rR|  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 =,W~^<\"  
Y2y = P  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 mC`U"rlK~  
l`AA<Rj*O-  
应用示例详细内容 RsP^T:M}$  
系统参数 Q .cL1uHc  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 _,|N`BBqd  
"& q])3h=  
 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。 zLVk7u{e  
6C*4' P9>  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 4:XVu  
C;rK16cn  
2. 说明:光源 AaJnRtBS~  
(0bXsfe  
]4-t*Em  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 0Y ld!L  
 因此,相干长度大于1m dw< b}2  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Tn\59 (  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 DUu~s,A  
tumYZ)nW  
7 [?]DyOf  
I-|1eR+3  
3. 说明:光源 v@]\  P<E  
iJ~e8l0CA  
(C8r^m|A  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ln=:E$jX  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~-2q3U Py  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ]AdL   
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
F%e5j9X`  
4. 说明:光学元件 V]A*' ke/  
1FmqNf:V7I  
U10:@Wzh  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 u-#J!Z<T8  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 AG<TY<nqL  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 D,;6$Pvg^  
 透镜材料为N-BK7。 ,zH\&D$>u  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 BZWGXzOFh  
^Dw18gqr=@  
7W\aX*]  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 5Lm<3:7Q+  
M/a5o|>8  
7 `& NB]  
 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)。 8qQrJFm|3*  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 S.A|(?x  
%W]" JwRu  
6. 分光器的设置 @c#M^:9Dc  
[i)G:8U  
9q f=P3  
LuW^Ga"E  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 lC(g&(\{  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 K yFR;.F-  
 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 Y]Y]"y$1  
~ 'L`RJR  
7. 合束器的设置 /"OJ~e_%  
07tSXl5!  
W8{zV_TBm  
"jG-)k`a  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 04cNi~@m  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 1brKs-z  
dX:#KdK  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 [xsiSt?6  
+zn207 .`  
h9L/.>CX  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 P_3U4J  
应用示例详细内容 vAp?Zl?g  
仿真&结果 v&*}O  
JqmKD4p  
1. 结果:利用光线追迹分析 j>t*k!db  
t.E3Fh!o  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 "sU  ~|  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
K~JXP5`(  
@s@67\  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 @ag*zl  
{Lm%zdk*k  
v<U +&D{  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 H0.,h;  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 o{&UT VyGs  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
tug\X  
rCa2$#Z  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 2r|!:^'?W  
&,B91H*#  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 hPHrq{YZ  
 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°。 `2Oh0{x0*O  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 K'zG[[P  
j L[ hB  
4. 对准误差的影响:元件平移 Yi+~}YP.E(  
!p~K;p,  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 8fwM)DKS  
 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。 #Qp.O@e  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 .wfN.Z  
IN%04~= H  
@j Y_^8#S  
5. 总结 H^no&$2`1  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 b|HH9\  
M%NapK  
4. 仿真 X519} l3  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 sR1 &2hB  
CxOBH89(  
5. 计算 KVrK:W--p  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !bHM:!6^  
U@$=0*  
6. 研究 PNbs7f  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 T?Dq2UW  
~?c}=XL-  
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。 <C'S#5,2  
rGe^$!QB  
扩展阅读 |e@Bi#M[  
Nh[{B{k  
1. 扩展阅读 ymsqJ   
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 69v[* InSd  
plY`lqm  
 开始视频 2F[;Z*&  
- 光路图介绍 YTco;5/  
- 参数运行介绍 M\s^>7es  
- 参数优化介绍 X; gN[  
 其他测量系统示例: 0P_Y6w+  
- 迈克尔逊干涉仪
,Wp0,>!  
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