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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 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 HL}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=oTCG 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'Y2f6B  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
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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 -IEP?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=x gk-q ^RyTK|SQ 7. 合束器的设置 E e\-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^!e j 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~$-jlT 3. 对准误差的影响:元件倾斜 ^r
:A^q }<h.
chz, 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 gG;W:vR}l 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 :Fd9N).% 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 :Sn3|`HDm w]-iM 4. 对准误差的影响:元件平移 j"u)/A8* _O,ZeES 元件移动影响的研究,如球面透镜。 hsO.521g 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ^|{fB,B 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。
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5g>kr<K 5. 总结 p}7&x[fTLk 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 xi. KD {1DYXKe 4. 仿真 iQ"F`C 以光线追迹对干涉仪的仿真。 U?j> 28 1+}Ud.v3VW 5. 计算 mM{v>Em2K# 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 N`6|Y yP4.Z9 6. 研究 " z'!il# 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 T@Z{KV"S !z
5d+ M 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 rXPx*/C q#3X*!) 扩展阅读 |raQ]b@t& 82!GM.b 1. 扩展阅读 [V0 h9! 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 gjLgeyyWC V<pjR@ 开始视频 9W$)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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