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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 L3I$ K+c  
x @43ZH_  
应用示例简述 Q9OCf"n$  
ZJs~,Q  
1. 系统说明 pl r@  
?X|q   
 光源  ri4z^1\  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) O)&W0` VY  
 元件 %|H]T] s  
— 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 >C_G~R  
 探测器 ^9,^ BHlC0  
— 干涉条纹 P,] ./m\J  
 建模/设计 k ?KJ8  
— 光线追迹:初始系统概览 5 OWyxO3{  
— 几何场追迹加(GFT+): z# &1>  
 计算干涉条纹。 %N&.B  
 分析对齐误差的影响。 <MJU:m $3  
!%65YTxY-  
2. 系统说明 (Nc~l ^a  
xRc+3Z= N  
参考光路 W6>t!1oO+  
\ejHM}w3,  
3. 建模/设计结果 3\}u#/Vb  
$`GlXiV  
H'#06zP>5  
4. 总结 8:c=h/fa  
&u&WP  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 0#TL$?=|  
?0:]% t18  
1. 仿真 ,!Q nh:  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 5B)&;[  
2. 计算 2LN6pu  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 vW eg1  
3. 研究 X[ Ufq^fyA  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 [ S  
u3qx G3  
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。 ?`e@ o?  
stK}K-=`  
应用示例详细内容 ?l%4 P5  
系统参数 BhDg\oxZ  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 `l'T/F \  
|HT7m5tu4  
 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。 !y XGAg,  
nG4ZOx.*1g  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 5FJLDT2Lg  
M rgj*|  
2. 说明:光源 !`N:.+DT  
'd Be,@  
rkji#\_-FV  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ;SI (5rS?  
 因此,相干长度大于1m (" :Dz_  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 >ymn&_zlT  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ) ??N]V_U  
OEaL2T  
# &)H&H}  
KF#^MEw%  
3. 说明:光源 vC>2%Zgf-  
.F$}a%  
Pa0W|q#?X  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 \E,2VM@6  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^vM6_=g2E%  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ox`Zs2-a  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
YK{J"Kof  
4. 说明:光学元件 |dEPy- Xe  
Vx.c`/  
!%M,x~H  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 u-&V, *3l  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 D$4GNeB+#  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 4vi?9MPz  
 透镜材料为N-BK7。 v`QDms,{  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 zAM9%W2v_  
L&s~j/ pR  
5ZkR3/h e  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 @k;65'"Q  
7"2BZ  
?xUl_  
 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)。 G{6@]72  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 wxcJ2T dH  
mD7NQ2:wA  
6. 分光器的设置 |~%RSS~b*  
:'%|LBc0  
sE&nEc  
FVl, ttW  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 9Br+]F _i  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 vkJyD/;=  
 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 VRY(@# q  
3<<wHK;)  
7. 合束器的设置 |DW^bv  
*JX$5bZsI  
}iDRlE,  
Z?xaXFm_  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 } 'xGip@W  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 MkFWZ9c3  
A@|Z^T:  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 -w2^26 ax  
~rO&Y{aG#  
Ht+roY  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 <-N eusx%  
应用示例详细内容 }2S!;swg+  
仿真&结果 -"ZNkC =  
uY)4y0  
1. 结果:利用光线追迹分析 cHr]{@7Cs  
i#YDdz  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 HLz<C  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
Y_faqmZ 9]  
0_je@p+$  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 9$v\D3<Z  
>.P* lT  
z5({A2q  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 }P%gwgPK  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 U7fpaxc-  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
Mfz(%F|<  
w7~]c,$y.  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 OO/>}? ob  
} %0 w25  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 +Q_xY>ej  
 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°。 < q(i(%  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 RgFpc*.T  
9{nU\am!\  
4. 对准误差的影响:元件平移 *vBhd2HO  
`::j\3B&Y-  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 O<!^^7/h0  
 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。 C`Vuw|Xl  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ~7}no}7  
n}Thc6f3D  
|U1u:=[  
5. 总结 n@@tO#!\  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 0|va}m`<3G  
}T902RL0  
4. 仿真 8z=o.\@  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 D.AiqO<z  
P >0S ZP  
5. 计算 #F .8x@  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >Gg[J=7`  
Jp)PKS ![  
6. 研究 T5pc%%q  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 S WsD]rn  
Rbm+V{EF&  
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。 /Y\q&}  
G@ybx[_[@  
扩展阅读 \iEJ9V  
c?xeBC1-  
1. 扩展阅读 79Q,XRWh|  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 S#+ _HFUK{  
!5m~qet.  
 开始视频 ]]V=\.y  
- 光路图介绍 IP !zg|c,  
- 参数运行介绍 0x'Fi2=`  
- 参数优化介绍 QQHC 1  
 其他测量系统示例: c$A}mL_  
- 迈克尔逊干涉仪
Z+J~moW `  
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