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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) 4+v~{ )j6S<mn 应用示例简述 /x$ jd)C 3c9v~5og4 1. 系统说明 s?0r\ cc|: {_k 6 t 光源 \BJnJk!% — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) A\4Gq 元件
>St — 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 [;|g2\ 探测器 i&_sbQ^ — 干涉条纹 :$P <e~z' 建模/设计 "B+M5B0Z — 光线追迹:初始系统概览 .Ta$@sP h} — 几何场追迹加(GFT+): zlSwKd( 计算干涉条纹。 1
#EmZ{* 分析对齐误差的影响。 ,
/ 4}CM 'BUdySng 2. 系统说明 60`y= !?f 参考光路 tM@TT@.t~  dX+DE(y xhimRi 3. 建模/设计结果 zEks4yd VaQ}XM ?dxhe7m 4. 总结 D}3E1`)W R \`,Q'3 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 c-s ~q/ 0'L+9T5 1. 仿真 mg#+%v 以光线追迹对干涉仪的仿真。 bZtjg 2. 计算 0Q>Yoa
11 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0|4XV{\qT$ 3. 研究 O"Xjv`j: 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 T[<9Ty'^ t%8*$"~X 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 .^Ek1fi. 应用示例详细内容 :[AW 系统参数 yYF80mnJz T_B$ 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ri\r%x OFDPtJ wV 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'`L~!F hg\$>W~2 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。
fmloh1{4 FQ O6w' 2. 说明:光源 m\jp$ F!SmCE(0x (wbG0lu 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Lww0 LH
> 因此,相干长度大于1m 9nd'"$ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 E5 Y92vu 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 A:;KU NCl={O9<j
T.&^1q WWA 4'_uN$${$ 3. 说明:光源 f+gyJ#R` >B~p[wh0 U24?+/5D] 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 PW.W.<CL 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 r%TgZ5~u 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 BBy/bc! 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 ]A!Gr(FHQ 4. 说明:光学元件 *a+~bX)18 ~W`upx)j 9~u1fk{ 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 %iF<
px?Vc 位相延迟平板材料为N-BK7。 9~>;sjJk 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 :Fm+X[n 透镜材料为N-BK7。 Q=w\)qJ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 qW7S<ouh -bKli<C +hKQha!* 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 \.Q"fd?a_D {) jQbAr(G G~^Pkl3%T 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)。 6)DYQ^4y 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] yjN|PqtSV n; !t?jnf. P3@[x AA yzT*^ [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] | F:? 6. 分光器的设置 @\[&_DZ VJJw"4DJ 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 ywCE2N<-V? 7. 合束器的设置 :2 A^o
"K~+T\^|k 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。 dkRJ^~ 0UlaB
sv 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 m", $M> ^=Up UB 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 hC5ivJ 应用示例详细内容 {f)",# 仿真&结果
sx(yG9 hwkol W 1. 结果:利用光线追迹分析 [YJP 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 3P'.)=} 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ILTd*f 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 j'CRm5O 4$ejJaE 4z[Z3|_V 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。 uVOOw&q_ 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。 8|V6Rg A% 3. 对准误差的影响:元件倾斜 >^>
\y8on h^34{pKDn 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°。 Qh)@-r3 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 0>Ecm# 4. 对准误差的影响:元件平移 U*v//@WbH 元件移动影响的研究,如球面透镜。 nM)] 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。 4d9iAN `%F.]|Y0 PS(9?rX#+ 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 /gXli) o&gcFOM22 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 j:$2,?|5 5GT,:0 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 GeZwbJ/?B yIqsZJj 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Z4bN|\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。 1OE^pxfi> $U"/.Mh\ 扩展阅读 :3{@LOil^ 1. 扩展阅读 =@V4V} ? 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 B>#zrCD 开始视频- 光路图介绍 8uS1HE\% - 参数运行介绍- 参数优化介绍 w0tlF:Eg 其他测量系统示例: @wZ`;J % - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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