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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 C)Hb=  
9Dy/-%Ut9  
应用示例简述 ,0[h`FN  
NU|T`gP  
1. 系统说明 xBMhk9b^0  
|70L h+  
 光源 Nv_"?er+y  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ,LJX  
 元件 E@\bFy_!>b  
— 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 'B4j=K*  
 探测器 8'Ph/L,  
— 干涉条纹 FA;uu\  
 建模/设计 zi}dQsy6  
— 光线追迹:初始系统概览 [.`#N1-@M  
— 几何场追迹加(GFT+): NFcMh+qnK  
 计算干涉条纹。 vZpt}u  
 分析对齐误差的影响。 ^ $t7p 1  
"5R8Zl+  
2. 系统说明 `ynD-_fTN  
/8w _jjW  
参考光路 n~k9Z^ $  
.pQ4#AJ  
3. 建模/设计结果 @[4Tdf  
nr<&j#!L  
9:tKRN_D  
4. 总结 ~?n)1Vr|  
KCkA4`IeM  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 `P<m`*  
f ^f{tOX  
1. 仿真 we&g9j'  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 !&D&Gs  
2. 计算 <w d+cPZQr  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 k;pTOj  
3. 研究 0@ 9em~  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 T6ajWUw  
#:?vpV#i  
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。 'WG%O7s.  
skn`Q>a  
应用示例详细内容 9RoN,e8!  
系统参数 7.PG*q  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 =?f\o*J)  
7u Q-:n  
 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。 ?qt>;o|Ue  
rSVU|O3m;  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 f|1GlUA{t  
W=Ru?sG=  
2. 说明:光源 tc@([XqH  
T.zU erbO  
\$Nx`d aFi  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 *@r)3  
 因此,相干长度大于1m |8b*BnS  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 1dF=BR8  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 -$4#eG%3  
H`$s63  
=kUN ^hb  
(:>: tcE  
3. 说明:光源 1wl8  
0'm4 ) \  
q8 ;WHfGf  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 HUtuUX  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ]3C&l+m$ot  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 YN ~ 7nOw  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
zM^ux!T=  
4. 说明:光学元件 yD+)!q"  
f#a ~av9rC  
(ROurq"  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 >uuP@j  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 RbJ,J)C>  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 42?X)n>  
 透镜材料为N-BK7。 `n]y"rj'  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 SR#X\AWM  
WVp7H  
[{ak&{R,9{  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Z_Ox'  
n_%JXm#\  
L\8 tqy.  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 qTnfiYG}  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 ) w.cCDL c  
7CzZHkTg  
6. 分光器的设置 UDHk@M  
g_}r)CgG|  
a3L]'E'*#  
"PBUyh-Z  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 93yJAao9  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 nKJJ7'$'3  
 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 _^'fp  
xQC.ap  
7. 合束器的设置 BW}^n  
BlS0I%SN  
AG2iLictv  
,qak_bP  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 /_?E0 r  
 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。 KE+y'j#C3  
LMWcF'l  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 SI3ek9|XU  
y@J]busU  
qn#\ro1H  
 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)。 6I(y`pJ  
应用示例详细内容 wHk4BWg-  
仿真&结果 KUVsCmiT  
'|<+QAc  
1. 结果:利用光线追迹分析 eP-q[U?$n  
FfN==2:b  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 34 W#  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
!'Xk=+  
SC`.VCfc.  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 mCe,(/>l+  
.e5GJAW~9  
X~Uvh8O  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 OB8fFd  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 |Sy |E  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
'5KgRK"  
k/O|ia 6  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 LpJ\OI*v  
3@?#4]D{'  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 X3I\O,"I  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 D{h1"q  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 zTBr<:  
)H#Hs<)Qy  
4. 对准误差的影响:元件平移 ;Aiuy{<  
H=z@!rJc.  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ~Rk%M$E9  
 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。 a_m P$4T  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 XRKL;|cd  
fQlR;4QX]  
xA#B1qbw  
5. 总结 BV$lMLD{r  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 49~5U+x;  
R~CQ=KQ.  
4. 仿真 I)V2cOrXM  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 +q"d=   
^Qrdh0j  
5. 计算 xZjD(e'  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 T.GY  
]|( (&Y rl  
6. 研究 ?C//UN;  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Y.3]vno?X  
]<A|GY0q1  
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。 6DD^h:*>  
lz EF^6I  
扩展阅读 iDlIx8PI  
K7Kd{9-2  
1. 扩展阅读 Byyus[b'A  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 y. @7aT5  
li8l+5d q  
 开始视频 1j# ~:=I  
- 光路图介绍 RtGETiA\b  
- 参数运行介绍 <w(UDZ  
- 参数优化介绍 x"K<@mR5G  
 其他测量系统示例: uz".!K[,wE  
- 迈克尔逊干涉仪
EE#4,d`J  
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