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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) X!=*<GF) 0ofl,mXW 应用示例简述 h 1`yW#% EC0M0qQ 1. 系统说明 @"$rR+r' v:w $l{7 光源 !tr
/$ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ckg8x&Z 元件 /ar/4\b — 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 =S|^pN 探测器 ab-MEN`5 — 干涉条纹 Q{))+'s2h 建模/设计
l6uUS — 光线追迹:初始系统概览 Pln*?o — 几何场追迹加(GFT+): R$xk cg2( 计算干涉条纹。 .jps6{ 分析对齐误差的影响。 YkqauyV^ ZPolE_P7 2. 系统说明 y+ZCuX 参考光路
W;9Jah.  J&jNONu? c-, 6k 3. 建模/设计结果 sJ(q.FRM' q7'[II; TPeBb8v8D 4. 总结 :1JICxAU 6"UL+$k 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7h3JH %hqhi@q# 1. 仿真 xK8R![x 以光线追迹对干涉仪的仿真。 [va7+=[1= 2. 计算 7L=V{,,v 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Fo1|O&> 3. 研究 I$7TnMug 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 b2vc Gr
a(DGX 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 EjYCOb- 应用示例详细内容 rH<iUiA?O 系统参数 LpJ_HU7@lk -S(_ZbeN 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 h c9?z} ,UD,)ZPf[ 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 `xO&!DN vs)1Rm 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 2\,vq
R `Y`QxU!d% 2. 说明:光源 uPtHCP6 /N>bEr4w F
;m1I+; 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 &$?i 因此,相干长度大于1m &Z^,-Y 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 VK)K#!O8 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 |5}~n"R5 4IIXzMOa
bh8IF,@a QzQTE-SQ 3. 说明:光源 =lf&mD
_/ EPz$`#Sh" ?=]*r>a3 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 S>]Jc$ 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 BlVk?n 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 \c! LC4pE 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 cJ%u&2J_ 4. 说明:光学元件 1MV\
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P=eu3 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 cs ?@Ri=g 位相延迟平板材料为N-BK7。 S"iQQV{)Z 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 z:aT5D 透镜材料为N-BK7。 \Mv8pU 其中心厚度与位相平板厚度相等。 *mM+(]8US Cl;B%5yl |f^/((:D 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Hy<4q^3$G N>OF
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$\ 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)。 1:%m
>4U 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] #=f ]"uM< "Yn<]Pa_ N
b(f E5lC'@D cz [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] [|2uu."$ 6. 分光器的设置 YZCPS6PuE Z;@F.r 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 |67j__XC 7. 合束器的设置 *n0k2 p o_gpBaWD y@AKb 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。 $}S5& R0fZ9_d7} 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 i4.s_@2Y ??rx\*,C</ 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 :y'D] ,_ 应用示例详细内容 2I:vie
仿真&结果 twx8TQ9 V|{ )P@Q 1. 结果:利用光线追迹分析 _Bh-*l?K> 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 HPAg1bV:- 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ~Xnq(}?ok 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 F'Fc)9qFa< {"e/3 cW),Y|8 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 M~7?m/Wj 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 MUNeGqv 3. 对准误差的影响:元件倾斜 qkv.,z" h^$>{0" 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°。 Z>a_vC 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 5JI+42S
\ 4. 对准误差的影响:元件平移 C4Q^WU+$j 元件移动影响的研究,如球面透镜。 (@M=W.M# 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。 +=MO6}5T ap\2={u^| y]?%2ud/ = 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 b0E(tPw5c ls,gQ]B:P 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;4F[*VF!w P-No;/!B# 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `R8~H7{I6 f9JD_hhP' 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Lq
LciD 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。 -MHu BgYJ- ]-)qL[Q 扩展阅读 . xX xjl 1. 扩展阅读 nI.#A 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 UNYU2ze' 开始视频- 光路图介绍 "=|yM~V - 参数运行介绍- 参数优化介绍 /D 8cJgH- 其他测量系统示例: % 9BC%w]y - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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