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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) 42
rIIJ1A leJ3-w{ 2 应用示例简述 `$r?^|T \Xg`@JrTM 1. 系统说明 ^aL> /'Y#| ,,Vuvn 光源 !p70g0+ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 8j@ADfZ9 元件 S%w67sGl4n — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 I8:G:s: 探测器 zXeBUbVi — 干涉条纹 "(E%JAwZ^W 建模/设计 I,?!NzB — 光线追迹:初始系统概览 ?)"v~vs — 几何场追迹加(GFT+): R
#m1Aa 计算干涉条纹。 ;:ocU? 分析对齐误差的影响。 ' ]vMOGG O u{|o0 2. 系统说明 vP/sG5$x 参考光路 boIFN;Aq"  koT: r z~yLc{M 3. 建模/设计结果 Z
,98 -.7UpDg~ X#u< 3<P 4. 总结 5ZHO+@HiFH
@XX7ydG5 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 a(+u"Kr
z !Ka~X!+\ 1. 仿真 KKJ a?e`C 以光线追迹对干涉仪的仿真。 VN<baK%] 2. 计算 2rX}A3%9^^ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 X\]Dx./ 3. 研究 Zq\ p%AU9 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 |>=\
VX17 v!rOT/I 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。 yI*h"?7T
应用示例详细内容 ;?!pcv Ui 系统参数 [E/^bM+ 0,[-4m 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 %J|xPp) +Ram%"Zwh 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。 wHhIa3_v \W})Z72 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 #'h(o/hz&& =zKbvwe%X 2. 说明:光源 L~L]MC& kv?j]<WN gd\b]L?>O 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 {]:B80I;2 因此,相干长度大于1m [fXC ;c1 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 k.w}}78N2N 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 \b|Q `)TK pB0Do6+{
` oXL {c:ef@'U 3. 说明:光源 2/FH9T;e". T1~,.(# %p.hwgvnp 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Jl^THoEL 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 &5;y&dh 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ZlsdO.G 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 G@]|/kN1y 4. 说明:光学元件 _<G% } =^Al;W ;Ajy54}7 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ^Dhu8C( 位相延迟平板材料为N-BK7。 ]%/a'[ 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 h\$juIQa 透镜材料为N-BK7。 $ *^E 其中心厚度与位相平板厚度相等。 b'~IFNt*^ J*CfG;Y: mdD9Q
N01 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 -)ag9{ * $5m_)]w4a #pw=HHq*( 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)。 V{G9E 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] W&(98}oT B3|r O ;P4tqY@ hV4B?##O [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] k/ ZuFTN 6. 分光器的设置 E$84c+ -#?p16qz5 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 mh8~w~/[ 7. 合束器的设置 tqo!WuZAj |K6hY-uC Yl6\}_h` 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 A/"p PO xiPP&$mg 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 f@a@R$y ku}I;k | 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 b,#E.%SLw 应用示例详细内容 P>t[35/1 仿真&结果 [#R<Z+c 'qg q8 1. 结果:利用光线追迹分析 %Sdzr!I7* 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 :{v:sK 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 R?Or=W)i 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 '{:Yg3K cAE.I$T( -cHX3UAEI 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。 \o j#*aL^ 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。 r.:H` 3. 对准误差的影响:元件倾斜 pMX#!wb Bu$GC SrX 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 6A& f 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 e[@q{. 4. 对准误差的影响:元件平移 1=t\|Th- 元件移动影响的研究,如球面透镜。 RZ[r XV5 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 #)BdN &,Xs=Lvmq .baS
mfc 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !Ax 7k;T WM}bM]oe 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 sQS2U6 w^&TG3m1~ 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 hsQrHs'k f#p.=F$ 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 B94mh 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。 ~qiSkG P~0d'Oi 扩展阅读 8F<Qc*' 1. 扩展阅读 7 '@l?u/6 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 %Iv0<oU 开始视频- 光路图介绍 iD|"} }01 - 参数运行介绍- 参数优化介绍 'H`_Z e< 其他测量系统示例: `C`_2y8 - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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