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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 IJk<1T7:(W ?'^dYQ4 应用示例简述
QB<~+dW c>b{/92% 1. 系统说明 oIv\Xdc8 1 ^JY,K 光源 #/
HQ?3h] — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) j2`%sBo 元件 Fql|0Fq — 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 1wLEkp!~ 探测器 s(8e)0Tl — 干涉条纹 VT2f\d[Q 建模/设计 j58'P 5N — 光线追迹:初始系统概览 jAxrU — 几何场追迹加(GFT+): X<<FS%:+ 计算干涉条纹。 zrL +:/t 分析对齐误差的影响。 y41~ gXvE^fE 2. 系统说明 ,DD}o D}OhmOu3
参考光路 >9Z7l63+}  .c]@xoC 3. 建模/设计结果 )?<V-,D 7{Zs"d{s
Vs9]Gm 4. 总结 EQVa8xt/C 6$&%z Eh 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Zq{TY)PI] }q=tg9 1. 仿真 4O7
{a 以光线追迹对干涉仪的仿真。 * zc[t 2. 计算 9dwLkr 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @;7Ht Z` 3. 研究 _BI[F
m 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 o]aMhSol ]VoJ7LoCZ' 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。 cuh Z_l /kV5~i<1S
应用示例详细内容 Y'Yu1mH) 系统参数 OU[ FiW-E 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 i?D)XXB85 'iX y?l 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。 @}ioK=A SedVp cb+ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ao, <G.>R 4k)0OQeW6 2. 说明:光源 59H~qE1Md D22A)0+_ $msf~M* 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 scPvuHzl 因此,相干长度大于1m
@7J;}9E 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ]<k+a-Tt 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 BeFXC5-qat _xGC0f (
({mlA`d]
Z@i,9 a 3. 说明:光源 3il/{bgM 5zPn-1uW 3Qd%`k 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ~iJ@x;` 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 oO9yI^ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ,S?M;n?z_ 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 f@ .s(i=z 4. 说明:光学元件 QPX3a8w* |N0RBa4% .$ xTX' 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 *0z'!m12 位相延迟平板材料为N-BK7。 .xe+cK 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 G|j8iV O 透镜材料为N-BK7。 vk<4P;A(G 其中心厚度与位相平板厚度相等。 #zg"E< S$qpClXS, .q'{3 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Hm]\.ZEy Bkdt[qDn5P ?I7%ueFY 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Nc*z?0wP 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 5UvqE_ ;O {"\H6 6. 分光器的设置 C~"b-T |3Bmsd/3 tJpK/"R' lI;ACF^ 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 S5e"}.]| 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 0F<$Zbe2B 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 mA4]c
Jm-bE 8b 7. 合束器的设置 u2cDSRrqT V"8w:? 6Ok]E` gb/<(I ) 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 !BN@cc[% 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。 z0?IQzR^T `vD.5 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 QW2SFpE U4h5K}j4 < mp_[-c 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)。 FvDi4[F# 应用示例详细内容 "ed
A 仿真&结果 Jm,tN/o* $t.M`:G 1. 结果:利用光线追迹分析 ?D=C8[NEX j7b 4wH\# 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 j>Cp4 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 d8&T62Dnd4 fy={ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 MbXtmQ%C8 MGH2z: qD{~QHDa 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 =$uSa7t# 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 =a(]@8$!1 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 4}Yn!"jW& iIc/%<
; 3. 对准误差的影响:元件倾斜 /#!1 &S8,-~U 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 [!U!
Z'i 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 m=V69
a# 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Cps'l 5?8jj 4. 对准误差的影响:元件平移 !H~PF*,hY oq2-)F2/ 元件移动影响的研究,如球面透镜。 UL`%Xx 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ^IO\J{U{"x 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 }B&+KO)
#M|q}jA| 8p PQ 5. 总结 rtz ]PH 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 t]8nRZ1 'k/:3?R 4. 仿真 9EWw 以光线追迹对干涉仪的仿真。 ="
pNE# R6\|:mI,$ 5. 计算 A5RM&y 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 cq}i)y 1Sd<cOEd 6. 研究 ;Hn>Ew 不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 CQH^VTQ TbgIr 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。 c=33O,_ t""d^a#Dp 扩展阅读 Gp2Cwyv Q$A;Fk}- 1. 扩展阅读 qE M,~:lTn 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 *.!5327 lfqsoIn; 开始视频 ,D\}DJ`)C - 光路图介绍 'SKq<X%R; - 参数运行介绍 fk\hrVP - 参数优化介绍 `_(N(dm 其他测量系统示例: %!]CP1S - 迈克尔逊干涉仪 >w#&fd
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