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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) y=t
-/*K E:2Or~ 应用示例简述 2n\EZ O?@AnkOhn 1. 系统说明 Qi9SN00F. hQ9VcS6=gD 光源 8O]$)E — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) r;-\z(h 元件 q N>j2~ — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜
dwRJ0D]& 探测器 ~!I
\{( — 干涉条纹 7>#74oy 建模/设计 gD-<^Q- — 光线追迹:初始系统概览 dI`b AP;\ — 几何场追迹加(GFT+): !( /dbHB 计算干涉条纹。 +BESO 分析对齐误差的影响。 _o;alt KyjN' F$ 2. 系统说明 '2eggX% 参考光路 _T1|_9b  7a2uNt,X %
_ N-:.S 3. 建模/设计结果 `On%1%k8 sq_
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:2 4. 总结 {a(TT)d y:m Xv<g 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 GujmBb PA Jt M 1. 仿真 o<Q~pd#Ip, 以光线追迹对干涉仪的仿真。 lwSA!W 2. 计算 +5voAx! 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 HUZI7rC[=) 3. 研究 $%ps:ui~X 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 MFRM M%` q.*k
J/L 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 eGjEO&$ 应用示例详细内容 J%{>I 系统参数 :U=*@p4? g/eE^o~; 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ^I7iEv `$05+UU 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 r3'0{Nn+ EW]rD 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 (V&$KDOA 09/Mg 2. 说明:光源 idEhxvAo U<K)'l6#2n J.$N<. 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 f<<1.4)oSV 因此,相干长度大于1m UZz/v#y~ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 3v\}4)A[ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 Ko:<@h y2KR^/LN|Y
0l;TZf=H ^?}-x 3. 说明:光源 0-6rIdDTM ]V^ >aUlj ~m3Q^ue 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 n86LU Sj5 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ,N93 H3( 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ;?4EVZ#o 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 DZ"'GQSg 4. 说明:光学元件 #A\@)wJ f}=>c|Do E%LUJx} 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ]lqLC 位相延迟平板材料为N-BK7。 Ir#]p9:x 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 0~4Ww=# 透镜材料为N-BK7。 Y7BmW+ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 7H.3.j(L c^3,e/H 0fu*}v" 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 AT%6K. q#=HBSyM /*P) C'_M 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 s5h}MXIXw 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] Y O&@ >
9.%hSy C cPOK2 [4w*<({* [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] zG{P5@:.R 6. 分光器的设置 (@m/j2z U$|q]N 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 ?zex]!R 7. 合束器的设置 `R;i1/ t'1g+g _AzI\8m 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。 DSQ2|{ (@->AJF1\ 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 oR7[[H.4 FY<Q|Ov 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)。 \HXq~Y 应用示例详细内容 /k8I6 仿真&结果 i-PK59VZ8f ,~ q:rh+ 1. 结果:利用光线追迹分析 v*[UG^+) 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 i\<S ; 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
E;}&2 a 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 aq)g&.dw? 9 ,:#Q<UM `JO>g=,4 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。 {n|ah{_p| 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。 UB/"&I uo 3. 对准误差的影响:元件倾斜 "iTjiH)Q( D&i\dgbK 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°。 !B 4z U:d 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 @Ddz|4 vEi 4. 对准误差的影响:元件平移 SIapY%)h 元件移动影响的研究,如球面透镜。 "\i H/ 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。 :.4O
Hp1 ugN t7P,^ v^ "qr?3V 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Li]bU u?"="-^ 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Q7rBc
wm5 \_WR:?l 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 EjL]#,QR ^R=`<jx 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 $2\8Rn6' 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。 {.542}A vn+XY=Qnr 扩展阅读 Lo3N)~5 1. 扩展阅读 OHi.5 ( 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 _aR{B-E 开始视频- 光路图介绍 9wZ?")2 - 参数运行介绍- 参数优化介绍 <4+P37^~ 其他测量系统示例: jB8Q% {% - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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