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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 ~<Lf@yu-{ iZSSd{jO 应用示例简述 }DM2#E`_ CMg83 1. 系统说明 7GIv3Dc gOWyV@ 光源 6Ss{+MF|v — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) I?Zs|A 元件 P5d@-l%} — 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 {&<}*4D 探测器 ,m"ztu- — 干涉条纹 f C^l9CRY 建模/设计 FSQ&J|O — 光线追迹:初始系统概览 <eh(~ — 几何场追迹加(GFT+): K?;p: 计算干涉条纹。 bK].qN 分析对齐误差的影响。 Z*TW;h0ZQ3 H3c=B /+ 2. 系统说明 t!T}Pg(Bo =Hx~]1
参考光路 wU ; f  )>Q 2G/@ 3. 建模/设计结果 0%qUTGj &S3W/lQs
v\Wm[Ld 4. 总结 wrO>#`Z R|CY4G
j 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?V{k\1A x<Zhj3 1. 仿真 {.lF~cOu 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ds
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* 2. 计算 38m%ifh) 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5i/E=D 3. 研究 NI1HUUZz 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ZM vTDH! {\aSEE/' 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。 9_Re,h 6oP{P_Pxi
应用示例详细内容 {IMzR'PN 系统参数 ]v{fFmL 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 w}Upa(dU ZW?7g+P 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。 VRX"
@uCD ?:?4rIZ< 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Z0=m:h gr
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2. 说明:光源 ?&"^\p _onp%* IPO[J^#Me 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 xploFw~ 因此,相干长度大于1m <c ovApx 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 u!uDu,y 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 t%U[\\ic ^-IsK#r.k
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(D4gPW 3. 说明:光源 R1.sq(z` Nr"N\yOA/ %<?ciU 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 JQ_gM._3 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ,0Zn hS)kq 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 TJXraQK-= 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 ]VWfdG 4. 说明:光学元件 C|f7L>qe _g 4/% <}
y p 在参考光路中设置一个位相延迟平板。
xD 位相延迟平板材料为N-BK7。 I/Jp,~JT* 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 "F"_G 透镜材料为N-BK7。 g`OOVaB 其中心厚度与位相平板厚度相等。 wz+5
8( tin|,jA = b%;59^4AjD 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 sJb)HQ,7x 9*KMbd^T ay(!H~q_U 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)。 $W$# CTM 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 !&`\ LJ=j y5/6nvH_6 6. 分光器的设置 ^ L^F=q x ch>Vv"G> 6B''9V:s -2&i)S0R 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 (.1 rtj 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 "W@XP+POAY 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 Yu^H*b +%wWSZ<# 7. 合束器的设置 7"q+"0G `x}
Dk<HF gKN}Of@^1 0[lsoYUq 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 u<]mv 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。
s8_aL)@f !\0F.* 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 -+}5ma _(6`{PWY 6z3T?`}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)。 8PBU~mr 应用示例详细内容 #+"4&:my 仿真&结果 e8WEz
4r_ gcg>Gjp 1. 结果:利用光线追迹分析 =4zNo3IvL+ \&iil =H8! 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 =3|pHc hJ4 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ~o@\
n 8?7kIin 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 i-,D_ 0/\PZX+ bar0{!Y" 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 pp~3@_)b 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 hOPe^e" 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。 W|dpFh` yI8m%g% 3. 对准误差的影响:元件倾斜 mz\NFC< ZBX 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 3;a
R\:p@w 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°。 ATXF,o1 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ptpW41t}^ 'y9*uT~ 4. 对准误差的影响:元件平移 `c"4PU^ f=ac I|w 元件移动影响的研究,如球面透镜。 $n= O 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 (*,8KLV_i 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 r C_d$Jv M$Fth*q{GD S_!hsY 5. 总结 ~G>jw"r 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Xb}!0k/{ {-@~Q.&}v 4. 仿真 BeK2;[5C 以光线追迹对干涉仪的仿真。 l'U1
01M>F .^i<xY 5. 计算 ^m*3&x8 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9ilM@SR }[ ].\G\G 6. 研究 4`nqAX~'f 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 [O2h-` pOm@b`S% 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 qZaO&"q }A|))Ao| 扩展阅读 McjS)4j&. %3M95UZ2 1. 扩展阅读 |;P^clS3 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ]pnYvXf>! FV
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UR 开始视频 x;u ~NKy - 光路图介绍 1otspOy - 参数运行介绍 14H'!$ - 参数优化介绍 R"*R99 其他测量系统示例: -vV'Lw( - 迈克尔逊干涉仪 `(!NYx
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