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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 Tbw8#[6AX  
)ALcmC?!#  
应用示例简述 "=)`*"rr  
r0,}f\  
1. 系统说明 a7ty&[\  
{$JIR}4S  
 光源 H}/1/5 L  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) A.Njn(z?Lz  
 元件 0n%`Xb0q  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 ^[6AOz+L  
 探测器 aE}u5L$#  
— 干涉条纹 f sMF46  
 建模/设计 :\Dm=Q\  
— 光线追迹:初始系统概览 uu:BN0  
— 几何场追迹加(GFT+): 5 X rn]  
 计算干涉条纹。 G!uxpZ   
 分析对齐误差的影响。 lnhZ!_  
!nVuvsbv  
2. 系统说明 H Zc;.jJ  
l%fl=i~oN  
参考光路 sSxra!tv4  
6 [IiJhVL  
3. 建模/设计结果 {chl+au*l  
&e{&<ZVR  
_?8T'?-1  
4. 总结 y}8j_r  
mOBS[M5*  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 MZ.Jkf(  
X#fI$9a  
1. 仿真 dCBJV  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 pq4frq  
2. 计算 hhpH)Bi=  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5_PD ?lg  
3. 研究 ZCa?uzeo]  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 q;U[f6JjE  
|o`TRqs  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 awUIYAgJ3  
+'l@t bP  
应用示例详细内容 Ha<(~qf  
系统参数 #u>JCPz  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 6<2 7}S  
%*,'&S  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 2Tp.S3  
Q~`n%uYg\{  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 7yKadM~)  
n/?_]  
2. 说明:光源 [b`k\~N4r  
|zSkQ_?54  
TMbj]Mso  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 FQ_4a}UOjX  
 因此,相干长度大于1m _d: l1jD  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 &N,c:dNe  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 3K{'~?mM  
=6ojkTk  
r>5,U:6Q/  
i=Y#kL~f  
3. 说明:光源 <EJC.W WJa  
;s{rJG{inG  
Y.ic=<0H  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 jZ)1]Q2  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 I~Ziq10  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 #=h~Lr'UH  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
z.FO6y6L  
4. 说明:光学元件 dQt]r  
V5m4dQ>t  
rZ<@MV|d  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。  \:Q)Ef  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ,?728pfw  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 %ZZ\Xj  
 透镜材料为N-BK7。 \ qKh9  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 kd2+k4@#  
>%t"VpvR  
v#F .FK  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 x)s`j(pYC  
&W*9'vSm.  
074)(X&:x  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 d(<[$ 3.  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [+UF]m%W  
Ft'?43J  
6. 分光器的设置 Y}QtgZEt  
=5isT  
R0vWj9nPh  
YFeF(k!!n  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 w\!aKeP'  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 pxjb^GZ0  
 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 ~m'PAC"Q$  
It&$R`k  
7. 合束器的设置 qq G24**9v  
p{gJVP#l'Z  
h{#Hwp  
Xi$2MyRd  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 pKMy:j  
 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。 .*+%-%CbP  
w*n@_n={  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ]hRCB=G  
')zdI]@ M  
_NA[g:DZ&O  
 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)。 :+06M@  
应用示例详细内容 Y {a#2(xn  
仿真&结果 rE)lt0mkv  
=f4>vo}@k  
1. 结果:利用光线追迹分析 Fu].%`*xJ  
D<% /:M  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 (= #EJB1(  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
A%(t'z  
/x\{cHAt8J  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 _9*3Mr)2N  
9\y\{DHd  
vr/*z euA  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 zg>4/10P1q  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ?> )(;Ir9  
 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。
hhRUC&Y%V  
Qu]F<H*Y|  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 d|I?%LX0p  
^N# z&oh  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 R<]f[  
 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°。 2z#gn9Wb  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 re[v}cB  
Qx<86aKkF  
4. 对准误差的影响:元件平移 `,~8(rIM  
x`9IQQ  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 rs`"Kz`(  
 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。 &RF*pU>  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 PLoD^3uG)  
\?EnTu.  
A43 mX !g\  
5. 总结 |&wwH&<[z  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 V[#eeH)/  
uPh/u!  
4. 仿真 % XvJJ  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 KF!?; q0J  
 a>6@1liT  
5. 计算 KcPI ,.4{  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4Kl{^2  
}:SWgPfc  
6. 研究 ,]FcWx \u  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 V d`}F0WD  
h=*eOxR"4^  
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。 $e#V^dph  
Wks?9 )Is  
扩展阅读 7j,u&%om  
MeCHn2zwB  
1. 扩展阅读 # cGn5c}  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 L@VIC|~E  
g._`"c  
 开始视频 i`st'\I  
- 光路图介绍 xZ84q'i"  
- 参数运行介绍 Fm-D>PR  
- 参数优化介绍 ?hfyQhR  
 其他测量系统示例: i (qPD_  
- 迈克尔逊干涉仪
D2N<a=#  
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