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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 gQ4Q h;  
?nJ7lLQA  
应用示例简述 __r]@hY   
_Qg^>}]A1  
1. 系统说明 qOYCQ  
M-1 VB5  
 光源 fH~InDT^  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) UOHU 1.3$T  
 元件 +6 t<FH  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 qa wb9Iud0  
 探测器 }[XzM /t  
— 干涉条纹 JF!?i6V  
 建模/设计 *5Upb,* *  
— 光线追迹:初始系统概览 Ry>c]\a]  
— 几何场追迹加(GFT+): \U;4 \  
 计算干涉条纹。 f>\OT   
 分析对齐误差的影响。 Dz/I"bZLC  
HPl!r0 h  
2. 系统说明 #TZf\0\!  
nD6mLNi%a  
参考光路 WGjT06a\  
UH/)4Wg  
3. 建模/设计结果 b:3n)-V{u  
YfL|FsCh  
y;Xb." e~  
4. 总结 {|?OKCG{  
4q#6.E;yy  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 dK'?<w$  
1];rW`Bw  
1. 仿真 9t@^P^}=\m  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 c#sPM!!  
2. 计算 'U ',9  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9Axk-c  
3. 研究 YSwAu,$jf  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 9n{tbabJ  
#- $?2?2  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 "3o{@TdU  
wy6>^_z  
应用示例详细内容 x&9}] E^<  
系统参数 *KNj5>6=  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 >m='#x0>Y  
Sx)b~*  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 yoa"21E$  
3a PCi>i!_  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 :e>y= s>  
lJ.:5$2H  
2. 说明:光源 s\ft:a@  
-=BQVJ_dK{  
z =1 J{]  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 %T@3-V_  
 因此,相干长度大于1m ixF '-  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 *0zdI<Oe  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 pQ%~u3  
xc)A`(g  
Yqz(@( %  
ucP}( $  
3. 说明:光源 :0 G "EM4  
#4S">u  
rX*4$d0  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ipU,.@~#  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 k(1]!c4J0  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 7U68|\fI!  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
~EJVlj i  
4. 说明:光学元件 gwE#,OY*  
-JOtvJIQI  
r0kJx$f  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 =" Q5Z6W  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 {n9]ej^  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 &}}c>]m  
 透镜材料为N-BK7。 sYnf #'  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ,ErJUv  
,b;eU[!]  
w@&g9e6E  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ',GWH:B  
`s HrC  
dL;C4[(N  
 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;6ZLy  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 5bU[uT,`6  
 d(PS  
6. 分光器的设置 ^q``f%Xt  
P.^%8L  
f9v%k'T[  
,iKEIxA!  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 *s4h tt  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 9pAklD4  
 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 }^r=(  
I2G4j/c=z  
7. 合束器的设置 I*c B Ha  
SF$'$6x}  
Vk%[N>  
\uxDMKy  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 yVA<-PlS<  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 ,>(/}=Z.  
!YD~o/t@|  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 AQX~do\A  
Qw>ftle  
v:otR%yt  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 AIZs^ `_  
应用示例详细内容 EB8=*B8  
仿真&结果 3I0=^ >A  
OO)m{5r,{  
1. 结果:利用光线追迹分析 kmHIU}Z  
:4 9ttJl  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 (`S32,=TS  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
[I/f(GK  
s7j#Yg  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 8@`"ZzM  
!uaV6K  
a/ d'(]  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 N}`.N  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Yphru"\$  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
aH@Ux?-}  
TR2X' `:O  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 R7~H}>uaF  
}bj dK  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 &Xr@nt0H  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 w74 )kIi  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 n _G< /8  
02g!mJW>}y  
4. 对准误差的影响:元件平移 xw?Mc{w  
JNY;;9o  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 Z";~]]$!Y  
 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。 M4hzf  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 c\2+f7o@  
`-)!4oJ]  
QWt ?` h=  
5. 总结 _Wcr'*7  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }e}J6 [wP  
5nq0#0O c  
4. 仿真 hh\\api  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 0bY}<x(;  
HsA4NRF'7  
5. 计算 F8e]sa$K\  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 om$x;L6  
5DgfrX  
6. 研究 \@yx;}bdI  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 FD?!bI4  
EdQ:8h  
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。 *5( h,s3&  
LKtug>Me  
扩展阅读 \^<eJf D  
*Xh)22~T  
1. 扩展阅读 ~*-(_<FH  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 L_fu<W  
>)g`;iO  
 开始视频 F Qtlo+3  
- 光路图介绍 OnO56,+S^  
- 参数运行介绍 rLMjN#`^  
- 参数优化介绍 tb;!2$  
 其他测量系统示例: U1pL `P1  
- 迈克尔逊干涉仪
w2B If[~t  
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