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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 d:kB Zrq `7"="T~ * 应用示例简述 \8vP"Kr i%2u>Ni^ 1. 系统说明 gx&es\ /jv/qk3i 光源 \"lz,bT — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) .9~j%]q 元件 =LW!$p — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 F};R 探测器 XKp&GE@Y — 干涉条纹 .j}]J:{% 建模/设计 f"6W ;b2L. — 光线追迹:初始系统概览 y`I>|5[` — 几何场追迹加(GFT+): VjQ&A#
计算干涉条纹。 U]PB) 分析对齐误差的影响。 EPm~@8@"j? UU=]lWib 2. 系统说明 >pq~ &)^u J1w;m/oV
参考光路 +nYFLe  QiK>]xJ' 3. 建模/设计结果 WzIUHNn'I )+.=z
-Vn#Ab_C 4. 总结 kR =sr/{ mU5Ox4>&9 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 qC`}vr|Z FnvpnU", 1. 仿真 "\|P6H 以光线追迹对干涉仪的仿真。 80lei 2. 计算 yl[I'fX66 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0jTReY-W 3. 研究 6bm 7^e( 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 4BCPh: (W}F\P 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 sz9W}&(j =AIts[!qd
应用示例详细内容 \n<!
ld 系统参数 *HoRYCL 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 8dE0y P /,\V}`Lx" 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 D<WnPLA$g U5Hi9fe 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 F0$w9p z; GQnAG@ 2. 说明:光源 Q'OtXs 80 ,`geOJn'
'Lu<2=a~ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 EI_-5Tt RD 因此,相干长度大于1m 7FC!^)x1 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 BA@E 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 J[ZHAnmPH ^r~[3NT
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xkA ~$J;yo~ 3. 说明:光源 t;* zr* _3Eo{^ K(;qd Ir 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 )Zq'r L< 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 [qc1
V%g 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 E'x"EN 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 BUXE
s0]Lv 4. 说明:光学元件 'z|Da &d P /4x\}qvU &5W;E+Pub 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Pe<VPf9+ 位相延迟平板材料为N-BK7。 DQ.4b 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Q(& @ra!{ 透镜材料为N-BK7。 HE&)N
clY 其中心厚度与位相平板厚度相等。 5r5on#O& lHM+<Z Spn[:u @ 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 yCQvo(V[F OxHcoNrz o`YBz~2 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)。 !v8R( 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 )Cy>'l*Og7 |[`YGA4 6. 分光器的设置 i-|N6J 5zK,(cF0- gmVN(K}SR5 :E9pdx+ 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 J
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KiL 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 URb8[~dR: 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 \c2x
udU o;@~uU 7. 合束器的设置 k8?._1t 2Mx\D "z9C@T 6{6hz8 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 #B\s'j[A" 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。 Y_CYx k'8tcXs 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 t4oD> =,92 k]p|kutQCy m!ZY]:)$ 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)。 2E1`r@L 应用示例详细内容 d5^^h<' 仿真&结果 Y%;J/4dd ^6 wWv&G[8 1. 结果:利用光线追迹分析 |y^=(|eM [xiqlb,8 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 o< @![P
对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 '&cH,yc;b r;{$x 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 xX-r<:'tmi kWW2N0~$ `df!-\# 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 DgT]Nty@b 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。
D('.17 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。 NF0_D1Goi \Y!#Y#c 3. 对准误差的影响:元件倾斜 ^]sb=Amw Nvd(?+c 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 w=#'8ZuU 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°。 'LMj.#A<g 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 lk>\6o: 6 J>A U 4. 对准误差的影响:元件平移 U~D~C~\2; i.^ytbH 元件移动影响的研究,如球面透镜。 z%
bH?1^o 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。 jfG of* 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 IL|Q-e}Ol @eJ8wf] {dZ]+2Z~+ 5. 总结 ;qaPK2a8 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @<P2di H^|TV]^;N 4. 仿真 F` 7v 以光线追迹对干涉仪的仿真。 l/={aF7+ x/?ET1iGt 5. 计算 >e {1e 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Qa,= !S=YM<A d 6. 研究 d3:GmB . 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 K T0t4XPM wF`Y
,@ 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。 i2Wvu3,D3- A1/@KC"&{G 扩展阅读 sQ`G'<! @dv8 F
"v 1. 扩展阅读 0Agse) 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 e@vtJaSu (ODwdN7; 开始视频 s)- ;74( - 光路图介绍 l~"T>=jq3 - 参数运行介绍 WGz)-IB!PE - 参数优化介绍 KhND
pwO" 其他测量系统示例: y7hDMQ c' - 迈克尔逊干涉仪 y.A3hV%6b
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