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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 UN;U+5,t ab)ckRC 应用示例简述 ;r]!
qv: 7pep\ 1. 系统说明 r"x}=# b! ]:?hU^H]< 光源 {ynI]Wj`L — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) $mf6!p4 元件 S4(?=,^- — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 ~e){2_J&n 探测器 ^y|`\oyqwN — 干涉条纹 [fkt3fS 建模/设计 k4:=y9`R}$ — 光线追迹:初始系统概览 OMYbCy^ — 几何场追迹加(GFT+): }J\7IsM& 计算干涉条纹。 ^tjM1uaZ5( 分析对齐误差的影响。 7(LB} dOgc%(kz 2. 系统说明 H6$pA^ irB}h!@
参考光路 'Q*lp!2>  ~_-+Q=3 3. 建模/设计结果 4}YHg&@\d% w>RwEU+w=@
#Wv8+&n 4. 总结 oMq:4W, |oR{c%z05 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 kO/;lrwC 2Aa 1. 仿真 YQO9$g0%
~ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 V`feUFw3 2. 计算 |hu9)0P 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 6gq`V, 3. 研究 #_Lgo
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 >-`-D=!V @_;vE(!5 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。 pM!cF U\YzE.G1]S
应用示例详细内容 #'y^@90R 系统参数 :+fW#: 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 P&Hhq>@Z 79'N/:. 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。 Thp!X/2O` 5@i(pVWZ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ~llw_w U4._a 2. 说明:光源 anUH'mcK* 6bbzgULl a
0qDRB 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 RUV: 因此,相干长度大于1m &=-{adm 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 EI&)+cC 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 YJ 01- k3e?:t 9
~t.i;eu "Za 'K+4 3. 说明:光源 /JP%gD"8 ?)/&tk9.n gBy7q09r 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 X]Ma:1+ 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 'c/Z
W 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 +"[}gss!@ 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 9M .cTIO{ 4. 说明:光学元件 Q\Nz^~dQ:Y J|WkPv2 3Et t9fBd 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 "3uPK$ 位相延迟平板材料为N-BK7。 X&|y| 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 V#d8fRm 透镜材料为N-BK7。 { Em fw9L 其中心厚度与位相平板厚度相等。 o~p%ODH ]}N&I_mU xz vbjS W 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 l Gy`{E| `bRt_XGPmF |(UkI?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)。 ':?MFkYC 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 @:G#[>nKe H=>;Mj 6. 分光器的设置 uI_h__ $pYT#_P!/ J~1=?</ >{w"aJ" F 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 mM;p 7
sJ 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ;,jms~ik 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 4qLH3I[Y "_36WX 7. 合束器的设置 $_0~Jzt, $_&gT.> ugMfpT) c27\S?\
Jd 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 s*.&DN 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。 BJI"DrF FaE,rzn)iD 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 "A%JT3 aYPD4yX"/ [(4s\c 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)。 Ok6c E 应用示例详细内容 *u`[2xmuYf 仿真&结果 /?g:`NT dd@-9?6M 1. 结果:利用光线追迹分析 ~xP4}gs1 M?zwXmTVW0 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 K#<cuHGC 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Ct,|g =( BjyGk+A 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Hwm]l`E] ~xaPq=AH ,Z6\%:/ 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 &^!vi2$5} 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 nq"U`z@R 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 pSlosv(6 2W 9N-t21 3. 对准误差的影响:元件倾斜 VOK0)O>& =]yzy:~ey 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 5t&;>-A'?' 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 BK16~Wl 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 E[N3`" @z1Yj"^Pm 4. 对准误差的影响:元件平移 LU7d\Ch .q^+llM 元件移动影响的研究,如球面透镜。 (lBwkQNQGd 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 yG<`7v 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 %RF9R"t$ 0qUBt9rA kX)Xo`^Ys 5. 总结 C:WXI;*cr 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !xz0zT. 5bKm)|4z6 4. 仿真 Y^~Dr|5% 以光线追迹对干涉仪的仿真。 cK(S{|F "<y0D!& 5. 计算
*[^[!'kT& 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >
R5<D'cEN _:0 6. 研究 i{
" g7 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 k&h3" W%bzA11l 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。 mlmp'f VS{po:]A 扩展阅读 q fQg?Mr H3{FiB] 1. 扩展阅读 U94Tp A6 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ..g?po AQH\ ;L 开始视频 Y"RjMyQh - 光路图介绍 a*4l!-7 - 参数运行介绍 PfRe)JuB - 参数优化介绍 mrgieb% 其他测量系统示例: 1>BY:xZr - 迈克尔逊干涉仪 B]o5HA<k
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