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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 zn'F9rWx>  
kq kj.#u  
应用示例简述 P[E5e+ A)  
k*3F7']8  
1. 系统说明 ?@i_\<A2  
2=PX1kI  
 光源 93*MY7j}  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) &6`h%;a/&  
 元件 Ej]:j8^W  
— 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 \'gb{JO  
 探测器 hY@rt,! 8  
— 干涉条纹 /RzL,~]  
 建模/设计 [Cx'a7KWL  
— 光线追迹:初始系统概览 U- UD27  
— 几何场追迹加(GFT+): V6C*d:  
 计算干涉条纹。 m ["`Op4  
 分析对齐误差的影响。 eI7FbOze  
=-e` OHA  
2. 系统说明 ,33[/j  
qQu}4Ye>  
参考光路 R>iRnrn:-  
'*~_!lE5  
3. 建模/设计结果 + S^OzCGk  
AUm"^-@x#>  
a$*)d($  
4. 总结 #MyR:V*a  
Mbua!m(0  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;p !|E3o.  
+M"Fv9  
1. 仿真 PYYK R  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ")t ^!x(v  
2. 计算 G98P<cyD  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 "+g9}g  
3. 研究 XvU^DEfW  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Y%FQ]Q=+  
%8_bh8g-  
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。 v\3:R,|'  
4' ym vR  
应用示例详细内容 <,r|*pkhp~  
系统参数 }Ss]/ _t  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 s\k4<d5  
QxSJLi7t  
 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。 b1(7<o  
QgZwU$`p0  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `u z R!^X  
'@$YX*[  
2. 说明:光源 7hs1S|  
;#F/2UgHB  
8!~8:?6n  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 OT*C7=  
 因此,相干长度大于1m Ho}"8YEXNV  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Tq\S-K}4!  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 -VqZw&"  
kK27hfsw  
u?(@hUV.  
jT~PwDSFt3  
3. 说明:光源 F3-<F_4.w  
0W92Z@_GY  
=6XJr7Ay8u  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 oNyVRH ZH  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 :!SVpCt3  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 1S&GhJ<wJ  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
ne]P-50  
4. 说明:光学元件 NUlp4i~Q  
*>lh2ssl L  
5`TbM  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 i `m&X6)\j  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 BB x359  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 qXOWCYqs  
 透镜材料为N-BK7。 B6N/nCvHK  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 qO;.{f  
lO (MF  
$pKlF0 .  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 g*]hmkYe9  
R cZg/{[{  
DzfgPY_Py  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 pyvH [  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 1V\tKDM  
~4 ~c+^PF  
6. 分光器的设置 }V:B,:  
dRdI('  
-0QoVGw  
z\d{A7  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 wbIgZ]o!/;  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 \# p@ef  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 s+tPHftp  
I_1(jaY  
7. 合束器的设置 |/qwR~  
_Sq*m=  
lOp7rW]$  
1^f7  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 PBeBI:  
 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。 j*.K|77WHj  
og`rsl  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 6'{/Ote  
i;flK*HOZ9  
ww}4   
 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)。 Q#Tg)5.\  
应用示例详细内容 lm;Dy*|<  
仿真&结果 y*G3dWb  
x%v[(*F#y  
1. 结果:利用光线追迹分析 h SeXxSb:  
o>6c?Xi&  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 -> ^Ex`  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
xU1_L*tu '  
@A5'vf|2;.  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 (-no`j  
NihUCj"  
tx*L8'jlN  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 fT2F$U  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 `hl8j\HV<}  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
*;&[q{hz  
&E]<dmR  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 Q$yMU [l)  
x5(6U>-Y  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 *8bj3A]vf  
 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°。 Sx0/Dm  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 (GW"iL#.  
33=lR-N#  
4. 对准误差的影响:元件平移  0"F|)  
th1;Ym+Ze  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 f7SMO-3a  
 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。 &-$27  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 EKD?j  
6!`GUU  
A_\`Gj!s%  
5. 总结 )n&6= Li  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 sTxgU !_  
g8SVuG<DI\  
4. 仿真 -U{CWn3G  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 .6=;{h4cpB  
S}b^_+UbP  
5. 计算 h+ms%tNT  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 H%bc.c  
P;G]qV%  
6. 研究 tb^/jzC  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 !(F?Np Am  
.6LlkM6[g  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 Y3 \EX  
aXyFpGdb9  
扩展阅读 :4r{t?ytXw  
x[y}{T  
1. 扩展阅读 zIA)se Js  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 vdcPpj^d5  
8 :;]tt  
 开始视频 .0rTk$B  
- 光路图介绍 Sy/Z}H  
- 参数运行介绍 ICEyz| C  
- 参数优化介绍 mKqXB\<  
 其他测量系统示例: aX2N Qq>s  
- 迈克尔逊干涉仪
Hz"FGwd  
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