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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 'eXw`kw( MZF ;k$R 应用示例简述 wDTV /"Y QO^X7A"?X 1. 系统说明 L ]'CA^N 2x J5 光源 /r{5Lyk* — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) e ^&8x 元件 L}pFb@ — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 qO'5*d;!d 探测器 Y]Nab0R& — 干涉条纹 /9#jv]C: 建模/设计 _C#()# — 光线追迹:初始系统概览 Jg6[/7*m — 几何场追迹加(GFT+): ~PvzUT-^ 计算干涉条纹。 6$;)CO!h 分析对齐误差的影响。 kqB00
; g2_df3Q 2. 系统说明 }u)GERWO !|QeYGnq6
参考光路 [uV/ Ra*g  P@?'@.e 3. 建模/设计结果 kpUU'7Q wi
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d> AmM!J 4. 总结 6 Izv& p=T\3_q 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 <b40\Z{+ daNIP1Qn 1. 仿真 2DQC)Pe+z 以光线追迹对干涉仪的仿真。 a'~y'6 2. 计算 m$: a|'mS 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 A|-\C$ 3. 研究 e28#Yh@U 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 d)sl)qt}0 VX%\_@ 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。 sVnuSm E6)mBAE
应用示例详细内容 Q;M\P/f 系统参数 <K'gvMG[ 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 zvj >KF|y J[AgOUc 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。 ti%
e.p0[ 9hzU@m 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 )Me&xQTn xFnMXht 2. 说明:光源 SQk!o{ ,:,|A/U 2>s;xZ@/'R 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =)bc/309 因此,相干长度大于1m U7=Z.*/62 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 R/|o?qTrj 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 g5[3[Z(. 9tQk/niMM5
oPir]`re p,fin?nW c 3. 说明:光源 ha5\T' j>23QPG`6U Q0-~&e_' 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 z{x -Vfd 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 v0sX'>f 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 yhmW-#+^e 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 V
ZGhF!To 4. 说明:光学元件 rz*Jm n b w@We,FUJN i/Z5/(zF 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 uzD{ewR/.y 位相延迟平板材料为N-BK7。 }S4Fy3) 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 {HeMdGn9 透镜材料为N-BK7。 ;7hr8?M| 其中心厚度与位相平板厚度相等。 P/5r(l5 ?1sY S 3t'K@W?AJh 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 M\3!elp2z QWEK;kUa@ COafVlJ,l 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)。 Pc<ZfO # 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 teb(\% ,
8:MYeE5 6. 分光器的设置 o~B=[ /~:ztv\$M" $fKWB5p|() *h1@eJHMz 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 o^D{WH\p 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 zFIbCv8 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 P^UcpU, aUV>O`|_ 7. 合束器的设置 Zh$Z$85p r|+Zni] &*iiQ3 Rk<:m+V= 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 A|^?.uIM 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 81&!!qhfS = j - 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Lfor0-j -zt\weqA `{%*DHa 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 &IPT$=u 应用示例详细内容 EHOdst 仿真&结果 O1A*-G:X Oqyh{q%] 1. 结果:利用光线追迹分析 <[Vr(.A UOyP6ej 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 h!.(7qdd 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ETtR*5Y 5 B(~D*H2T[ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 !**q20-aP H={,zZ11{ U1Oq"Ij~ 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 V+ Z22 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 kDrGl{U} 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。 8^T' a^Wt E_?
M& 3. 对准误差的影响:元件倾斜 DE[y&]/C{ >z2{D7 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 xnArYm 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°。 /Wa+mp 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 tU(6%zvR D4G{= Y}G 4. 对准误差的影响:元件平移 5v]xk?Eb +CACs7tV 元件移动影响的研究,如球面透镜。 975KRnj 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。 >U17BGJ. 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 =LC5o2bLy y
Le5, =y<Fz*aA 5. 总结 ]2<g"zo0 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )}EwEM ,Vogo5~X 4. 仿真 "/q6E 以光线追迹对干涉仪的仿真。 %Z.!Bm: It4F;Ah 5. 计算 ?VJ Fp^Ra 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 f~53:;L/ KS%,N _F< 6. 研究 Uc/%4Gx 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 |i|O9^*% !({[^[! 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。 3KqylC&. m~}nM |m% 扩展阅读 I?1^\s#L S_)va#b# 1. 扩展阅读 >yaRz+ 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Dd*C?6 ].$N@tC 开始视频 a^CIJ.P2 - 光路图介绍 C 9DRVkjj - 参数运行介绍 !#'*@a - 参数优化介绍 v"^G9u 其他测量系统示例: s}5;)>3~@ - 迈克尔逊干涉仪 +UB. M
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