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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 l5D)UO  
X.b8qbnq[  
应用示例简述 "<iH8MzZ  
81Z;hO"~  
1. 系统说明 bv4umL /  
1GYZ1iA  
 光源 6q^$}eOt  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) q%sZV>  
 元件 HPphTu}`  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 JV~ Dly>  
 探测器 :9hGL  
— 干涉条纹 sT?{  
 建模/设计 ~$y"Ldrp  
— 光线追迹:初始系统概览 Ja6KO2}p  
— 几何场追迹加(GFT+): iwF_'I$#N  
 计算干涉条纹。 cO J`^^P  
 分析对齐误差的影响。 DZqPCMz)^  
FI^Wh7J  
2. 系统说明 70qEqNoC  
mG1~rI  
参考光路 M/ 64`lcb  
0q5J)l:  
3. 建模/设计结果 }#^C j;  
^5X?WA,Z99  
KZ5%q.  
4. 总结 h`6 (Oo|  
ZVXPp -M  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 d27q,2f!  
V#Wy` ce  
1. 仿真 v6 5C j2ec  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 s,Gl{  
2. 计算 e* [wF}))  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 s&$?m [w  
3. 研究 PaKa bPY  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 JSB+g;  
:'T+`(  
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。 p4P=T@:  
{.LJ(|(Mz  
应用示例详细内容 5len} ){  
系统参数 !Q>xVlPVu  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Z1,rN#p9  
>J;TtNE:  
 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。 ZS.=GjK  
|" }rdOV)  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 L-Q8iFW'  
 Gsh9D  
2. 说明:光源 `"=Hk@E  
:of([e|u6  
<{W{ Y\_A>  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 q|ce7HnK  
 因此,相干长度大于1m Sn[xI9}O  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 |Z>-<]p9g  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 fizW\f8ai  
Y*BmBRN  
E+Bc>xl@ m  
1i#y>fUj  
3. 说明:光源 2q[pOT'k  
_WNbuk0  
9JdJn>  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 syr0|K[  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 sV#%U%un  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 qIJc\,'  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
i@9 qp?eb  
4. 说明:光学元件 ir6aV|ea!  
$]LS!@ Rm  
R([zlw~B5  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 -L/%2 X  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 H|aFs.SEQ  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 IFBt#]l0  
 透镜材料为N-BK7。 <Z.`X7]Uk  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 .'=S1|_(  
eZ:iW#YF  
)<HvIr(xr  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 `!cdxKLR  
d*|RFU  
fuj9x;8X0  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 5=V"tQ&d9U  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 %ap]\o$^4  
,<Cl^ ^a,  
6. 分光器的设置 #[bosb!R  
-n 7 @r  
v/ Ge+o0K  
3!9JXq%Hl  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 ovN3.0tAI  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Ar\fA)UQ`  
 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 BP j?l  
'|gsmO  
7. 合束器的设置 N/F_,>E  
fK:4jl-r  
b; of9hY  
kLzjK]4*  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 I'IFBVhaYn  
 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。 jUE:QOfRib  
<N<0?GQ  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 n=j) M  
Yp(0XP5o  
hRXnig{;3  
 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)。 J t.<Z&  
应用示例详细内容 7[=G;2<  
仿真&结果 ,JI]Eij^  
& PXT$x[i  
1. 结果:利用光线追迹分析 *Z"cXg^ti  
\X\< +KU  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 D?y-Y  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
dlvU=^G#G  
* 4J!@w  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 PI L)(%X  
U;3t{~Ym  
9Avj\G  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *-*V>ntvT$  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 &L0Ii)Ns  
 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。
Up%XBA  
W\j'8^kI9  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 Q^<amM!  
q/ :]+  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 d(}? \|  
 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°。 &(<>} r  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 +h-% {  
t$qIJt$  
4. 对准误差的影响:元件平移 #O_%!7M{4  
jh z*Y}MX  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 VS4Glx73  
 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。 =~D[M)UO|  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 N1Xg-u?ul#  
mK TF@DED  
5vD\?,f E  
5. 总结 m~;.kc  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \6GNKeN  
6{d?3Jk  
4. 仿真 +uF}mZ S^  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 5f_x.~ymA  
~c&sr5E  
5. 计算 r[):'ys,C  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 q/w5Dx|:  
5G6 Pp7[  
6. 研究 DMA7eZf'Hv  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 CC@U'9]bH  
3W ]zLUn  
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。 %gn@B2z  
vD2(M1Q  
扩展阅读 }x$@j  
"< Di  
1. 扩展阅读 C:&Sk\   
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 vC&0UNe$  
8T.bT6  
 开始视频 C&@'oLr  
- 光路图介绍 '/D2d  
- 参数运行介绍 )M.g<[= ^  
- 参数优化介绍 ,c&t#mu*0  
 其他测量系统示例: U*N{H$ACuR  
- 迈克尔逊干涉仪
p4O[X\T  
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