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2024-11-21 07:56 |
使用相干光模拟马赫泽德干涉仪
测量系统(MSY.0001 v1.1) );wSay>%( @N,EoSb : 应用示例简述 ;~$_A4; 4eym$UWw 1. 系统说明 bUf2uWy7 Y. ]FVq 光源 V fJYYR — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) $&96qsr 元件 P"J(O<(1-: — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 a
W`q 探测器 uoYG@L2 — 干涉条纹 Fg)Iw<7_2 建模/设计 .$/Su3]K/ — 光线追迹:初始系统概览 O+Fu zCWj — 几何场追迹加(GFT+): + RX{ 计算干涉条纹。 Wc4F'}s 分析对齐误差的影响。 1MH[-=[Q 8,p nm 2. 系统说明 oZxC.;xJ 参考光路 wuCiO;w  %nQii?1`i I
@TR| 3. 建模/设计结果 `Nn=6[] `H6-g=C `Ym7XF& 4. 总结 D9M<>Xz) n*6Oa/JG7 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 %e2,p&0G )UA};Fus 1. 仿真 &13qlc6 以光线追迹对干涉仪的仿真。 -t_t3aU| 2. 计算 gwDQ@ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )<bgZ, v 3. 研究 79|=y7i# 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 &FF%VUfQJ =T'N6x5@ 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。 QS:dr."k 应用示例详细内容 ^s/HbCA 系统参数 `9BZ))Pg ct+ ;W 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 DT`TA#O ,U+y)w]ar 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。 F!*u}8/_! {3F;:%$`c 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _ KBN fvn`$ 2. 说明:光源 kLa9'c0 { O+d7,C ?ACflU_k 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 m~cz 因此,相干长度大于1m u`I&& 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 XKD0n^L[ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。
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!sWKi)1 w&yK*nBK 3. 说明:光源 fgrflW$ 6)i4& (}ObX!, 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 HBHDu;u 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 *->2$uWP 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 '4-J0S<<_ 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 jFbj)!; 4. 说明:光学元件 a *?bnw? ]
TY$ 28,Hd!{ 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 `@%hz%8Y 位相延迟平板材料为N-BK7。 9u6GeK~G 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 a"7zz]XO2 透镜材料为N-BK7。 ctI=|K 其中心厚度与位相平板厚度相等。 FXMrD,qVg ?=zF]J:G1w NWnUXR 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 f793yCiG D d['e 1dDK(RBbQ 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)。 .[mI9dc 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] Z:>)5Z{' W:5uoO]=< P1cI]rriW zt&"K0X| [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 'cp1I&> 6. 分光器的设置 kAc8[Hn lICpfcc(+ 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 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&9v_}&K{ 7. 合束器的设置 imb.CYS74 &+0WZ#VI h 8Shf" 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 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。 `Hlv*" w$ |E]`rfr 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ^w|D^F=o a -[:RJW 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)。 95cIdF 6m 应用示例详细内容 hIBW$ 仿真&结果 0eJqDCmH %?2:1o 1. 结果:利用光线追迹分析 E4}MU}C#[ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 {>EM=ZZfg 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 K/T4T\ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 lftT55Tki XC*!=h* #_(t46 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 P5?M"j0/^ 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。 Z [[AmxE'l 3. 对准误差的影响:元件倾斜 $3yzB9\a" ,F;<Y9] 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 G q&[T: 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 PxAUsY 4. 对准误差的影响:元件平移 3'*}ZDC 元件移动影响的研究,如球面透镜。 v35!?
5{ 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 []L
yu au+6ookT Aq]*$s2\G 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 0&21'K)pW Xi
8rD"v 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 "aT"o rl__3q 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :Vnus
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6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 1yK=Yf%B 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。 7 'B9z/ sjW;Nsp 扩展阅读 d,V] j- 1. 扩展阅读 "e ;wN3/bF 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 WHk rd8 开始视频- 光路图介绍 9JtPP - 参数运行介绍- 参数优化介绍 ^U;r>[T9h 其他测量系统示例: Kk9eJ\ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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