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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) )=~&l={T 9[.HWe, 应用示例简述 aRMlE*yW a4,V(Hlm 1. 系统说明 ]UvB+M]Lv) u<S`"MR:J 光源 -8n1y[ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) fUjo',<s 元件 LIID(s!bX — 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 rwq 探测器 =?OU^u`C — 干涉条纹 8Rj5~+5 建模/设计 *igmi9A — 光线追迹:初始系统概览 Z 8rD9
k$6 — 几何场追迹加(GFT+): i6if\B 计算干涉条纹。 "h+Z[h6T 分析对齐误差的影响。 eI1zRoIl- 64/ZfXD 2. 系统说明 D^[l~K 参考光路 /I 7V\  uuY^Q;^I* kd'b_D[$H 3. 建模/设计结果 W;OGdAa_ <<
6GE ]U>MYdGWb 4. 总结 !eyLh&]5 v?`R8 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (K[{X0T JqzoF}WH 1. 仿真 `yfZ{< 以光线追迹对干涉仪的仿真。 #p(gB)o:l 2. 计算 {lds?AuK 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Dd?G4xUG 3. 研究 'NtI bS 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 {>ba7-Cy+y ~wa4kS<> 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。 .\XRkr'- 应用示例详细内容 SP%X@~d 系统参数 |Rfj
0+ WESD^FK 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 V(&L /]U$OP*0 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。 I*-\u puOtF YZ\ 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 zVE" 6 H:(B^uH 2. 说明:光源 >6C\T@{lJ [piK"N e4YfJd 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 mV^w|x 因此,相干长度大于1m j
e\!0{ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 $wM..ee 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 H9T~7e+ 6(E4l5%
='"Yj c^W;p2^ 3. 说明:光源 ]t0o%w u#ya
8 8-G )lyfj 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Nn_fhc> 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 s\d3u`G 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Gpu[<Z4 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 2c Xae 4. 说明:光学元件 gvc@q`_] H>+/k-n- C@qWour 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ;2kQ)Bq" 位相延迟平板材料为N-BK7。 )>ff"| X 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 aqSOC(jU 透镜材料为N-BK7。 a?-J j\q 其中心厚度与位相平板厚度相等。 L\4rvZa sPK ]:iC DGJ:#UE 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 J^"_H:1[ hE:~~ox M{L<aYe 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 [],[LkS 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] n~lB} `ulQ C ~?NCmU=3 ( %7V [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] xI<l1@ 6. 分光器的设置 v J0v6\ 0j$=KA 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 :Ou~?q%X 7. 合束器的设置 $@VJ@JAe 6O/ L~Z*t cs2-jbRn 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 N~|f^#L u/W{JPlL 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 z_(l]Ern} Z&^vEQ 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Q^{TcL8 应用示例详细内容 @C-dCC? 仿真&结果 Dml?.-Uv< Rc)]A&J 1. 结果:利用光线追迹分析 b#7nt ?`7p 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6ud?US( 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 Cnpl0rV~5 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 y1 a%f.F` rE*yT(:w L@MCB-@V 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 azmeJpC 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 _U*R_2aV 3. 对准误差的影响:元件倾斜 fPJc qo9&e~Y<G 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 1N),k5I 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ;R
>>,&g 4. 对准误差的影响:元件平移 e[k\VYj[ 元件移动影响的研究,如球面透镜。 Cdl"TZ< 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 4=q4_ \_T wPghgjF{ Q-,
4 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 o< b nILUo2e~ 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 f$ /C.E :V8oWMY 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v*excl~ VIWH~UR)&! 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 i_L u 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&ZWJKh d>M 0: 扩展阅读 e>Q:j_?.e 1. 扩展阅读 b0f6?s 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 j; /@A
lZl 开始视频- 光路图介绍 zV$Z@o - 参数运行介绍- 参数优化介绍 lS;S:-
-F 其他测量系统示例: %_]O|( - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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