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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 Xd5s8C/}  
)LIn1o_,  
应用示例简述 `D |/g;  
$/D?Vw:]  
1. 系统说明 NWvIwt{  
7xv9v1['  
 光源 YCh`V[0  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) k]5tU\;Yw  
 元件 NRJp8G Z%U  
— 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 ){w{#  
 探测器 #jrlNg4(  
— 干涉条纹 _^#eO`4"  
 建模/设计 *2->>"kh  
— 光线追迹:初始系统概览 oJr+RO  
— 几何场追迹加(GFT+): $%MgIy  
 计算干涉条纹。 Z>bNU  
 分析对齐误差的影响。 A1-,b.Ni  
xZ P SUEG  
2. 系统说明 su%-b\8K  
9!Q ZuZY  
参考光路 h7q{i|5  
g^(gT  
3. 建模/设计结果 Cm)TFh6  
bUm%#a  
 P>iZ gv  
4. 总结 O5-GrR^yt  
5(J?C-Pk  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 452kE@=49  
QrK%DN  
1. 仿真 %p )"_q!ge  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 H Eq{TUTr  
2. 计算 pXO09L/nv  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 U|tacO5w`  
3. 研究 [znN 'Fg:"  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 'LPyh ;!f  
6[k<&;  
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。 ygIn6.p  
3= sBe HL  
应用示例详细内容 mz6]=]1w  
系统参数 LxhS 9  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 5tpC$4m  
 yP+<kv4  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 2} pZyS  
~nU9j"$  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 b.RU%Y#>\  
rP7 QW)NF  
2. 说明:光源 f;BY%$  
6_KvS  
~k"b"+2  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 hQ<7k'V  
 因此,相干长度大于1m \XV8t|*  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ~9FL]qo  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 "NLuAB. P  
EGt 50  
z~vcwiYAP  
"[?DS  
3. 说明:光源 jOzXyDq  
Yft [)id  
I*.nwV<  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 _|I8+(~)  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 4%~*}  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 TYGI f4z  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
lL:!d.{  
4. 说明:光学元件 Itr 4 Pr  
,Kj>F2{  
JH]S'5X8K  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 GxD`M2  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 (@XQ]S}L  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 @,.D]43  
 透镜材料为N-BK7。 GD.Ss9_h1  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 |;~=^a3?q  
qH4|k 2Lm  
\;~Nj#  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 jdJTOT  
;LP3  
) dk|S\  
 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)。 i;9X_?QF  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 6?[P^{GpH  
G3^<l0?S  
6. 分光器的设置 yZNG>1 N  
D(']k?  
L$_%T  
]>(pj9)  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 !hq*WtIk  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 |E?r+]  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 N!~]D[D  
SgxrU&::  
7. 合束器的设置 d"Zu10  
I m I$~q'  
$?W2'Xm!V  
P#V!hfM  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ^4 $4x  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 hH5~T5?\  
o+=wQ$"tP  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ;: _K,FU  
rc[~S  
7d%x7!E   
 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)。 k/{WlLN  
应用示例详细内容 wX}p6yyN  
仿真&结果 Y}R$RDRL  
KHZ[drb6$  
1. 结果:利用光线追迹分析 [5L?#Y  
g=nb-A{#  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 lj}3TbM  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
7OmT^jV2  
.kFO@:  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 G!$~'o%/  
Z}!'fX."  
sPZwA0%  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ,o n]Fts  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 c|.te]!ds  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
^,I2 @OS  
d*s*AV  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 34!.5^T  
WcqR; Nm  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 QG?!XWz  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 -(?/95 Y  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 9pnOAM}  
bT 42G [x  
4. 对准误差的影响:元件平移 5]I)qij q  
}UsH#!9.  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 Q /?`);  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 gNP1UH4m  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Ty&1R?  
<}[ !k<  
I[|Y 2i  
5. 总结 BkB _?^Nv8  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 B,%6sa~I  
p*lP9[7  
4. 仿真 J@/4CSCR]  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^yB]_*WJ  
!Q|a R  
5. 计算 ")MHP~ ?  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 t'eu>a1D  
[ K/l;Zd  
6. 研究 T2Z$*;,>T  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 :'Gn?dv|  
n~yHt/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。 -(TC'  
#3 E"Ame  
扩展阅读 sG#Os  
.Xp,|T  
1. 扩展阅读 TfZM0Wz  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 L^t%p1R  
3G4WKg.^  
 开始视频 Hb*Z_s  
- 光路图介绍 uxL+oP0  
- 参数运行介绍 D+uo gRS61  
- 参数优化介绍 vaF1e:(  
 其他测量系统示例: " J9  
- 迈克尔逊干涉仪
\wz^Z{U  
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