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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 ak NJL\b XL+kEZ|3 应用示例简述 ]AN)M> :!3P4?a 1. 系统说明 onjTuZ^h ~zuMX;[ 光源 cd:O@)i — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) |5O%@ 元件 }#Vo
XilX — 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 %~6+=*(\ 探测器 p>MX}^6 — 干涉条纹 N%^mR>.` 建模/设计 >CYg\vas! — 光线追迹:初始系统概览 1XSqgr"3 — 几何场追迹加(GFT+): R+^/(Ws'< 计算干涉条纹。 @]OI(B 分析对齐误差的影响。 )Dv"seH. :\.v\.wm 2. 系统说明 KYlWV<sR 0|HhA,u
参考光路 ntjUnd&v\  /1O6;'8He 3. 建模/设计结果 4=1lyw ;aD_^XY
/a]+xL 4. 总结 z`TI<B PZ"xW0"- 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 eNXpRvY 1Ce:<.99B 1. 仿真 f(9w FT 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ~kYF/B2* 2. 计算 zmuq4-. 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 hzPpw. 3. 研究 `5>IvrzXrK 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 PY` V]|J &qo'ge8p 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。 RI%*5lM8; A@`C<O ^
应用示例详细内容 >+8mq]8^ 系统参数 $-o 39A# 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 R/ P.m~? TN l$P~X> 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。 #{N#yReh 1-q\C<Q) 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 gs9f2t q/]tJ{FI 2. 说明:光源 mV^dIm y*zZ }> );=JoRQ{ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 FmnA+fA 因此,相干长度大于1m OD*DHC2rN] 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 654PW9{( 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ujwI4oj"c !WDdq_n*v
c5Offnq'1 K5k,47" 3. 说明:光源 B{zIW'Ld z?V > ST M?]ObIM:5 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。
f0:) 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 O 89BN6p 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 !hJ%{. 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 j^LnHVHk1 4. 说明:光学元件 6W3}6p 3fBq~ Q smk0 *m4 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 _Hkc<j/e~ 位相延迟平板材料为N-BK7。 lJq
%me;4m 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 -[+FVvS 透镜材料为N-BK7。 W/J3sAYv 其中心厚度与位相平板厚度相等。 $|AvT;4 Ih"f98lV >o(*jZ 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Oi7:J>
[ M"~B_t,Nw SU x\qz) 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)。 ysvn*9h+& 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 A(<-
U| ujDAs%6MZ 6. 分光器的设置 F7=a|g .H9!UQ&It 3{,Mpb@ /GCSC8T 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 Be-gGJG 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 <;W4Th<4 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 |[xi"E\ W>s<&Vb 7. 合束器的设置 HaLEQ73 1=#`&f5f& ? BBDk JB**z00; 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 sd>#Hn 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。 5MiWM2"X\ yUBic~S 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @-Gf+*GZys D|UDLaz~ s2&UeYbIs 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)。 +]UPY5:F 应用示例详细内容 }8 ,b;Q 仿真&结果 69rVW~Z 7dxY07yu 1. 结果:利用光线追迹分析 3",6 E( vE{QN<6T 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 T*LbZ"A 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ijC;"j/( 6V!yfps) 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 T,jxIFrF bQ_i&t\yzB *:)#'cenI 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 XIf,#9 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 8+ `cv" 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。 vR#A7y @! ^oaG.)3 3. 对准误差的影响:元件倾斜 Z=n& fsE J6\<>5A? 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 ;`@DQvVZ: 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°。 4AUY8Pxp 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 wgfn:LR |yw-H2k1 4. 对准误差的影响:元件平移 )FE'#\ |+ @ 元件移动影响的研究,如球面透镜。 <K|_M)/9 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。 )p ,-TtV 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 c]&(h L [Fjh :9]23'Md 5. 总结 aU 5t|S6 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 q0SvZw]f1 %k1*&2"1# 4. 仿真 YIt:_][* 以光线追迹对干涉仪的仿真。 0+M1,?+GfF W:hR81ci 5. 计算 S\GG(#b! 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 &)<]AG.vd! S ^2'O7uj 6. 研究 m,qU}) 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 2{#*z%|z Z
A7u66 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。 0nG&
LL5 $;"@;Lj%, 扩展阅读 `Fu|50_@V Koahd= 1. 扩展阅读 !|,=rM9x 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ~r&Q\G Pbd#Fu; 开始视频 ]Cbht\Ag" - 光路图介绍 X[grVe - 参数运行介绍
X!nI{PE - 参数优化介绍 sRt|G 其他测量系统示例: '^lrGO6
z7 - 迈克尔逊干涉仪 v;jrAND
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