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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 M*6}# ST 6_1v~# 应用示例简述 `_M*2(rt tgz 1. 系统说明 C^2J< pH!e<m 光源 jr,j1K@_t — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ~
A? 元件 MhT.Zg\ — 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 Ni bOtIZ 探测器 fdk]i/*) — 干涉条纹 !5FZxmUup 建模/设计 +OM`c7M: — 光线追迹:初始系统概览 q3Tp/M. — 几何场追迹加(GFT+): %VZQX_ 计算干涉条纹。 afE`GG- 分析对齐误差的影响。 iPoh2 vMT:j 2. 系统说明 ?7n(6kmj4Q eksYIQZ]
参考光路 SI-G7e)3;>  &T"X
kgU5 3. 建模/设计结果 \r4QS LNm{}VJ%
p:g`K#[F 4. 总结 [,_4#Zz CB&$tDi 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ea7l:(C
,AX7~;hpq 1. 仿真 9j6##@{ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;ndsq[k> 2. 计算 pyvZ[R9 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 =6o,{taZ.~ 3. 研究 n+Bh-a V 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ? dD<KCbP, _hK83s4 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 |gl~wG1@ i]sz*\P~
应用示例详细内容 r&qFv)0!` 系统参数 f[}N 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 *C>B-j$ 7F=Xn@ _ 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。 \=kre+g 3>jL7sh%| 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 )qi/> GR, o'9K8q\1 2. 说明:光源 X^pxu6nm- y]z^e\qc) ~[E@P1 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ^4D7sS;~3 因此,相干长度大于1m 86.LkwlqoH 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 5)%bnLxn 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 _'g'M=E QEUr+7[
_3G;-iNX; "ZuhN(-` 3. 说明:光源 }YPW@g 1r %~Rm In%K 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 y-Xd~<*Ia 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 %j
'_I\ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 !>%U8A 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 st8=1}:&\ 4. 说明:光学元件 8|\0\Wd;vu ppwjr
+ %]~XbO 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ,d^ze = 位相延迟平板材料为N-BK7。 a,B2;4" 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 i{['18Q$F3 透镜材料为N-BK7。 d@+}_R"c 其中心厚度与位相平板厚度相等。 2!6+>nvO f^
q0#+k ) vrS)VJg` 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 QFg,pTj Y Mes314" zw13Tu 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 RC[b+J,q 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 t#kPEiD {i:5XL 6. 分光器的设置 M7$ h uVO*@Kj+ me-:A:si aWp9K+4R$/ 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 zjyj,jP 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 qbrf;` 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 ^H0`UKE `5y+3v~" 7. 合束器的设置 ZcTxE]Y MhE'_sq $On c5>'1 L 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 n@3(bl5{ 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 R@h@@lSf <"SDU_<xG 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 UfE41el: C'iJFfgR (thDv rT@2 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 oiG@_YtR 应用示例详细内容 X>i`z 仿真&结果 SvlS4C c=S-g 9J 1. 结果:利用光线追迹分析 c|f)k:Q |2yTt*!-r 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 x]({Po4 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 EYwDv4H,g 8QFn/&Ql$B 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 #3:;&@#
&hK5WP6whW m?Gb5=qo 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 2>s@2=Aq 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 'O#,;n 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。 ` ,B&oV> GJ >vL 3. 对准误差的影响:元件倾斜 ;l]OmcL $(2c0S{ 1 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 #8N9@ 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°。 jGB2`^&d 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 #}^kMD > ~=t,g S 4. 对准误差的影响:元件平移 R:*I>cRs Ga4Ru 元件移动影响的研究,如球面透镜。 #
;,b4O7@ 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。 5 =Os
sAr 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 #y~`nyg%| l8n}&zX &Wj
%`T{ 5. 总结 E6);\SJG} 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 O5PCR6U t7VX W{3 4. 仿真 w!NtN4> 以光线追迹对干涉仪的仿真。 T)o)%Yv cmQLkT"#K 5. 计算 oa:GGW4Q 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 PVAs# ~ %eoO3"// 6. 研究 z3IQPl^ 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 %m'd~#pze )t
G`a ; 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。 q#v&&]N= )J/,-p 扩展阅读 <De29'},y A[lkGQtS4 1. 扩展阅读 e_6@oh2s- 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Ez^U1KKOE7 aHKv*-z- 开始视频 F+vgkqs@9 - 光路图介绍 DU g - 参数运行介绍 u</21fz' - 参数优化介绍 w <
p 其他测量系统示例: Rv=(D^F, - 迈克尔逊干涉仪 #vhxW=L`=
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