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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 RDbNC v# 0e8 应用示例简述 y05!-G:Y\ _K#7#qp2 1. 系统说明 7%"|6dw ]&]G 光源 Zl3l=x h — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) YeOn 元件 !6|_`l>G, — 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 e2=}qE7 探测器 PJB_"?NTTC — 干涉条纹 \*CXXp` 建模/设计 6E) T;R(@ — 光线追迹:初始系统概览 X{#^O/ — 几何场追迹加(GFT+): -`q!mdA2 计算干涉条纹。 |gA@$1+} 分析对齐误差的影响。 rmw}Ui" @~2k5pa 2. 系统说明 ]xvhUv!G |5;,]lbt
参考光路 v>K|hH  L?u{v X 3. 建模/设计结果 &k) +]r {($m LfC4
)q'dX+4=eL 4. 总结 Z|@-=S(. waC i9 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 8i"CU:( 4mY^pQ1=L 1. 仿真 mL1ZSX
o! 以光线追迹对干涉仪的仿真。 %u%;L+0Q[ 2. 计算 eW.qMx#:od 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Lb$Uba-_ 3. 研究 s8(Z&pQ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ]kNxytH\o .nIGs'P 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 FsUH/Y
y 7Z]?a
应用示例详细内容 \|X
1 系统参数 AIl`>ac 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 D`n<!"xg@$ o7we'1(O 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。 1Mq"f7X8
}kAE 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 0e>?!Z
E fPN/Mxu 2. 说明:光源 Usht\<{ VKXi*F9 @I Y<i5( 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 u@Gum|_=N 因此,相干长度大于1m b7xOm"X,N 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 gz'{l[ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 \l(}8;5} ++w{)Io Z
Pi[]k]XA\ "j`T'%EV 3. 说明:光源 sfG9R" jY9tq[~/ ,f>^q" 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 5Mxl({oI] 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 RU.j[8N$ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 x2~fc 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 GXx'"SK9 4. 说明:光学元件 F9w2+z. :'t"kS L) _ VdB 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 k"dE?v\cG 位相延迟平板材料为N-BK7。 B$=1@ 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 +CEt:KQ 透镜材料为N-BK7。 VKXB)-'L 其中心厚度与位相平板厚度相等。 M9Z9s11{H ,9:v2=C_ <6N3()A)%1 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ctb
, w |Qpo[E}a UQ e1rf 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)。 R $/q=*k 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 `ER#S_} Oa5-^&I 6. 分光器的设置 O> wGJ. kYS\TMt,C UA0R)BH' N:^4OnVR 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 z1e+Ob& 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 odeO(zuU 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 u7wZPIC{_ 48GaZ@v 7. 合束器的设置 cJ,`71xop, 2JHF*zvO- '~6l
6wi fK4O
N'[R: 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 fb]=MoiJ 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。 >vfLlYx wzI*QXV2s 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ||Wg'$3 Z!?T&: 2Q/V D,yU 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 RoD9 应用示例详细内容 ~bjT,i 仿真&结果 v@!r$jZ #b=*hi`E 1. 结果:利用光线追迹分析 1 rmN) NjA\*M9 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 =?B[oq 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ~;uW)
[ OdJ=4 x> 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 KU0;}GSNX} b@1";+(27 P$A'WEO' 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 6;\Tps;A 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 TP/bPZY 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 2f0_Xw_V_ 6[1lK8o 3. 对准误差的影响:元件倾斜 h3-dJgb qQ<7+z<4KP 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 !:dhK 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 yH@2nAn 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ?Qh[vcF7` 3rv~r0 4. 对准误差的影响:元件平移 FE?^}VH EG!):P 元件移动影响的研究,如球面透镜。 !L'O")!3 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ) ]]PhGX~ 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 I*
JSb9r oO,"B8a o,y{fv:ki 5. 总结 2W`<P2IA 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =^3B&qQNq "C%* 'k 4. 仿真 ![@\p5-e 以光线追迹对干涉仪的仿真。 /SYzo4( ,HO@bCK 5. 计算 rexy*Xv`2p 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 e/u(Re q0]Z` <w 6. 研究 `wLa.Gzj 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 5},kXXN{+ ig,v6lqhM 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 E@$HO_;& s av 扩展阅读 8:(e~?
f6 <D M:YWNa 1. 扩展阅读 wrt^0n'r)c 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 O0#9D'{ _:,U$W 开始视频
HvVS<Ke - 光路图介绍 c1Ta!p{% - 参数运行介绍 t12 xPtN1 - 参数优化介绍 J#& C&S 2 其他测量系统示例: Lv?e[GA - 迈克尔逊干涉仪 {VrjDj+Xy
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