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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) (_S`9Z8= d-e6hI4b 应用示例简述 0* Ox>O> ^z&eD, 1. 系统说明 S~BBBD {"Xn`@Y 光源 #+)AIf — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) t)|*-= 元件 ovv<7` — 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 GE;S5X]X 探测器 9>gxJ7pY — 干涉条纹 O$QtZE61 建模/设计 USgZ%xk2 — 光线追迹:初始系统概览 [ kI|Thx — 几何场追迹加(GFT+): RTN?[` 计算干涉条纹。 p=F!)TnJN 分析对齐误差的影响。 sywSvnPuYZ o+UCu`7e 2. 系统说明 \Fd6Q_ 参考光路 <9zzjgzG{c  hY$gzls4 V<X[>C' 3. 建模/设计结果 oNW.-gNT -$W#bqvz^ p;;4b@ 4. 总结 #_]/Mr1 GM&< ?K1 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~s.~X5 K9{3,!1 1. 仿真 3khsGD@ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 >R9Q| 2. 计算 0,~f"Dyqy 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 a7?z{ssEi 3. 研究 tC;LA 4 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 % zP]z f3,qDbQyJ 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 G- _h 2 应用示例详细内容 [bE-Uu7q5P 系统参数 G]Rb{v,r =;9
%Q{ 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 CC{*'p6 E?\&OeAkO 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 6"3-8orj UB%Zq1D|t 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _=%F6}TE 4:umD*d 3E 2. 说明:光源 ^\<nOzU? PE!/ n6 Uh6LU5 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 4XL$I*;4 因此,相干长度大于1m Ej_ >*^b 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 F4M )x` 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 P{T\zT ^?+qNbK
+0,'B5 (E z@bq*':~J 3. 说明:光源 hc"l^a!7ic }%8 :8_Ke =sm<B^yj 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 (Dat`: 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 [z:.52@! 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 9Hu;CKs 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 -|z
]Ir 4. 说明:光学元件 "0*yD[2 _#\e5bE=Z 9Wu c1# 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Y"{L&H ` 位相延迟平板材料为N-BK7。 Dx)>`yJk$; 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 GGM|B}U p 透镜材料为N-BK7。 uez"{ _I 其中心厚度与位相平板厚度相等。 <bSG|VqnH `i!BXOOV{ /Dd.C<F 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ddTsR _+sb~ 34*73WxK 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)。 Sb4^*
$uz 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] XC(:O(jdA2 LoUHStt enC/@){~ f 7R/i [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] x5w5xw 6. 分光器的设置 x/fhlf}a}= qw?Wi%t(x8 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 GyC/39<P 7. 合束器的设置 ,59G6o ._E 6? aM7e?.rU 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 Y9/`w@"v 1+F0$<e} 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 )_&P:;N /IxoS 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)。 C6?({
QB@ 应用示例详细内容 m/e*P*\= 仿真&结果 z|F38(%JJN Aaw]=8 OI 1. 结果:利用光线追迹分析 ~xa yGk 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 l`bl^~xRo 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 k/Z]zZC 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 sSLVR^ LULRi#n =Lh8#>T\h 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。 dfA2G<Uc 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。 HJi
FlL3 3. 对准误差的影响:元件倾斜 \y(ZeNs [59g] ') 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°。 D03QisH= 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 sv.?C pE 4. 对准误差的影响:元件平移 8I}ATc
元件移动影响的研究,如球面透镜。 *|9: 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。 eP|_ z"D0Th`S6 6Y%{ YQ}s| 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 cq`!17"k Al3*? H& 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 0iAQ;<*xi j0b>n#e7 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 z',f'3+ aI\:7 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 -kP$S qR~ 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ]IclA6 :anR/ 扩展阅读 y&W3CW\: 1. 扩展阅读 7Y%Si5 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =E$B0^_2RC 开始视频- 光路图介绍 pkE4"M!3= - 参数运行介绍- 参数优化介绍 #Q1
|] 其他测量系统示例: <^w4+5sT/ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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