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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 BPwn!ii|  
P\nz;}nv  
应用示例简述 `Vf k.OP  
5Xr<~xr  
1. 系统说明 c?/R=/H  
+{5y,0R  
 光源 :,f~cdq=  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) _[:>!ekx  
 元件 ->rr4xaKC  
— 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 iL6Yk @  
 探测器 "B34+fOur  
— 干涉条纹 ox&PFI0Gn  
 建模/设计 6`JY:~V"  
— 光线追迹:初始系统概览 ER'zjI>t@  
— 几何场追迹加(GFT+): F3Y/Miw  
 计算干涉条纹。 h@H8oZ[  
 分析对齐误差的影响。 j]X $7  
<=g{E-  
2. 系统说明 @L/p  
6A ;,Ph2  
参考光路 {}A1[ Y|  
;J&p17~T9  
3. 建模/设计结果 `({ Bi!%i  
A{IJ](5.kd  
D00v"yp%%  
4. 总结 %vZTD +i  
Jjr&+Q^3Tu  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =mQdM]A)2  
+k<0: Fi  
1. 仿真 \}p!S$`  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 O`rKxP  
2. 计算 t)__J\xF  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 JsA.j qkB  
3. 研究 oz[Mt i*  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 !*1Kjg3  
u6 lcl}'  
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。 M. o}?  
 d  H ;  
应用示例详细内容 p G-9H3[f#  
系统参数 F39H@%R  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 lB< kf1[  
[~v1  
 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。 5 >c,#*  
AS-%I+ A  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 <u Kd)l  
->S# `"@$  
2. 说明:光源 (/;<K$u*h  
NSV;R~"  
7mT iO?/y<  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ~\]lMsk+  
 因此,相干长度大于1m Iss)7I  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 >2BWie?T  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ygo4.  
6>)oG6  
Po*G/RKu4W  
A1p87o>  
3. 说明:光源 ;QS(`SK l  
N/V~>UJ0{*  
8ZN"-]*  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 g)`;m%DG6  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^/M-*U8ab  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 WFm\ bZ.  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
u_*DS-  
4. 说明:光学元件 LLD#)Jl{?  
Pu0 <Clh  
\NF5)]:  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Ej#pM.  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 'jA>P\@8  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 *$ kpSph  
 透镜材料为N-BK7。 3k_bhK zI  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。  SCq:jI  
/3KPK4!m  
(`)ZR %i  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 {^*K@c  
A9 ;!\Wo  
(CR]96n  
 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)。 N?j#=b+D  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 Y2d(HD@  
5i1E 5@~  
6. 分光器的设置 jzb%?8ZJ  
g/(3D  
ESyb34T`  
!4vepa}Y  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 \u$[$R5  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Wo2W/{  
 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 G<W;HMj2  
uFYcVvbT@  
7. 合束器的设置 zXZXp~7)  
}l<:^lX  
9NC?J@&B  
r~YxtBZH+  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 X0 ^~`g  
 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。 o XFo  
Xx?~%o6  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 /*1p|c^  
|7)oX  
*b,4qMr  
 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)。 =Y {<&:%(  
应用示例详细内容 N!%[.3o\K  
仿真&结果 Csf!I@}Z  
b<27XZ@  
1. 结果:利用光线追迹分析 SQ la]%  
MRN=-|fV^  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6m mc{kw'  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
`DS7J\c$  
ngOGo =  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 P^^WViVX  
F10TvJ U  
fJD+GvV$x  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 i)q8p  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 \\P*w$c   
 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。
ksy]t |  
"_ H 9]}Q  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 0BP Ubp(  
srK9B0I  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 !:3X{)4  
 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°。 #pnB+h&tE  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Cg3 d  
c&'5r OY~  
4. 对准误差的影响:元件平移 j1O_Az|3  
x4XCR,-  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ']U<R=5T$  
 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。 vLIaTr gz  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 PVaqKCj:6W  
DCKH^J   
)1gOO{T]h?  
5. 总结 2= zw !  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %[x PyqX  
zALtG<_t  
4. 仿真 Slv91c&md,  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 UsgrI>|l  
y' RQ_Gi  
5. 计算 u;9a/RI  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 rGlnu.mK^  
W H%EC$  
6. 研究 s)G?5Gz  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 a= (vS  
@_0tq{  
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。 NH<~B C]I  
?N=`}}Ky-  
扩展阅读 Ff1!+P,  
<72q^w  
1. 扩展阅读 ^$s&bH'8  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 &l0 ,q=T  
H'}6Mw%ra  
 开始视频 INY?@in  
- 光路图介绍 ^s\T<;  
- 参数运行介绍 {uurLEe?  
- 参数优化介绍 S]Ye`  
 其他测量系统示例: rV}&G!V_t  
- 迈克尔逊干涉仪
M9~6ry-_  
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