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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) v0r:qku @{V`g8P> 应用示例简述 i8<5|du&? z .lb(xQ 1. 系统说明 ?o V.SG' k&yBB%g 光源 Il/`#b@h — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Wr Wz+5M8 元件 >o"s1*
{ — 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 wB 8548C}- 探测器 VIWH~UR)&! — 干涉条纹 i_L u 建模/设计 x^3K=l;N — 光线追迹:初始系统概览 d>M 0: — 几何场追迹加(GFT+): e>Q:j_?.e 计算干涉条纹。 b0f6?s 分析对齐误差的影响。 j; /@A
lZl zV$Z@o 2. 系统说明 GLY,<O>D5 参考光路 3 }
$9./+  2P57C;N8| S@\&^1;4Hv 3. 建模/设计结果 k;umLyz D6_#r=08 O,@QGUoA 4. 总结 .O5|d+S ke*&*mx"L 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9Lt3^MKa" @zR_[s 1. 仿真 7B _Wz9y 以光线追迹对干涉仪的仿真。 <y-2ovw* 2. 计算 cCtd\/ \ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Wbmqf
s 3. 研究 w2"]%WS % 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ORo +]9)Yv +DT
tKj 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。 Sr10ot&ox 应用示例详细内容 :v-,-3AG 系统参数 G* mLb1 ^sZHy4-yK# 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 YcaLc_pUx :fG9p` 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。 !Je!;mEvI ;hDIoSz 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 BGB.SN#q+ kJXy) 2. 说明:光源 #|xj*+)H 6mrfkYK ?IG+U TI 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 wd:SBU~f5* 因此,相干长度大于1m kZ_5R#xK 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 .Wyx#9 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 G_p13{"IM =uR[Jewa
5#? HL IW|1)8d 3. 说明:光源 N'5!4JUI 47/YDy% FCr> $ 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 S1$& 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 bO{wQ1)Z_ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 F[|aDj@q e 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 CI?M2\<g 4. 说明:光学元件 r#.\5aQt 2ap0/l[ nIP*yb}5 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 _EZrZB 位相延迟平板材料为N-BK7。 eYjr/`>O 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 _q\w9gN 透镜材料为N-BK7。 ;fDs9=3# 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^$O,Gy) V \\Huk*Jn{ B8G1
#V_jK 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 FZtIC77X5 PT`gAUCw ddjaM/.E 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)。 q:v&wb% 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] )![?JXf aV8]?E5G '.DFyHsq D7x"P-ie [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] <[GkhPfZ 6. 分光器的设置 nz]+G2h >H?{=H+/# 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 ]q@6&]9 7. 合束器的设置 %,*{hhfu &P{[22dQ {o[*S%Z" 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。 13P8Zmco F\;G'dm 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Ik4U+'z6 F&lvofy23 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)。 ZjXpMx, 应用示例详细内容 paW7.~3
R 仿真&结果 It@.U| Xj<B!Wn*Xb 1. 结果:利用光线追迹分析 H?>R#Ds- 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 V}kZowWD 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 !8U\GR ` 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 xV4
#_1( #}W^d^-5t5 Iw$7f kq 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 LMrb
1lg$ 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。 IPoNAi<b 3. 对准误差的影响:元件倾斜 &pD6Qq{ #yv_Eb02 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°。 ZLJfSnB 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 =5jX#Dc5.+ 4. 对准误差的影响:元件平移 G_~w0r# 元件移动影响的研究,如球面透镜。 yb#NB)+E@ 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。 jR#g>MDKB {(#>%f+|C !;^sIoRPV 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 N (W;(7 _kb
$S 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Bp`?inKBOd m]$!wp 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 z17x%jXy >?q()>l 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 dhW)< 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。 .R` {.~_{! /,z4tf 扩展阅读 ^E8XPK]-~ 1. 扩展阅读 %W=S*"e- 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 d([NU; 开始视频- 光路图介绍 Yqy7__vm - 参数运行介绍- 参数优化介绍 'dp3>4
其他测量系统示例: |>(;gr/5( - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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