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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) @$2))g` 5GPo*Qpl 应用示例简述 Ce")[<: N~NQ6:R[ 1. 系统说明 ,$
^C4I ^>N]H>0'S 光源 '8T=~R6 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) gW1b~(
fD 元件 L0tAgW!@ — 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 ]<q[Do8k 探测器 6^c>,.R — 干涉条纹 }GZ}Q5 建模/设计 K%Rj8J7|u? — 光线追迹:初始系统概览 E)9yH\$6 — 几何场追迹加(GFT+): DANw1_X\ 计算干涉条纹。 P b]3&!a 分析对齐误差的影响。 ?w+Ix~k 't9hXzAfW 2. 系统说明 P7x = 参考光路 z ly unJD( wu4NLgkE \C`~S7jC 3. 建模/设计结果 {|yob4N B-T/V-c7 "luR9l,RRE 4. 总结 Cc, `}SP E gDQ+(
- 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^+1#[E S>0nx ^P 1. 仿真 &%_& 8DkG 以光线追迹对干涉仪的仿真。 N?m0USu* 2. 计算 yx<WSgWZ[ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 <6G11-K 3. 研究 gt7VxZ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 TcGoSj<Z xGG,2W+z 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。 2AVa( 应用示例详细内容 5&e<#" 系统参数 [F[K^xYTlg Y&^ P"Dw 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 bI y sl ;_(PVo 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。 ad_`x \xUe/= 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 q;:6_Qr Dr~=o% 2. 说明:光源 PccB] pMJ1v Na\WZSu'" 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 n
8pt\i0 因此,相干长度大于1m Hku!bJ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 N7s'6(`=X 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 &l?+3$q \Fe_rh Y=T'WNaL)0 o1/lZm{\~n 3. 说明:光源 3 s>'hn &
``d QQpP#F|w 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 x5Z-{" 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 WpLZQ6wH 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 A, PlvI 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 TbehR:B5g 4. 说明:光学元件 1,V`8 [ oQ7]=| &|<xqt 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ) ){xlFA} 位相延迟平板材料为N-BK7。 &VBd~4|p 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 TFepxF 透镜材料为N-BK7。 {R^'=(YFy 其中心厚度与位相平板厚度相等。 o_Si mJFK 3?E&}J<n [Lp,Hqi5 5. 马赫泽德干涉仪光路视图
1KYN>s: 4{qB X? @wq#>bm 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ?/JBt
/b 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] ?Mp1~{8 ^<0IB#dA u7;~ = zl=SLe [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] QI_59f> 6. 分光器的设置 G5tday~3 jvVi%k 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 Y1dVM]l 7. 合束器的设置 7);:ZpDv%L m/`IGT5J r
Db>&s3 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 jvzBh-! zEw>SP1, 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 A{<xc[w;p /dDzZ%/@ 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 'xFYUU]#T^ 应用示例详细内容 Bfd-:`Jk 仿真&结果 %TrF0{NR90 !CjqL~ 1. 结果:利用光线追迹分析 ,kgF2K! 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 yW.COWL=) 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 jK8'T_Pah 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 2*U.^]~"{ 3hq1yyec Gowp
<9 F 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 8G ]w,eF 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 c#b:3dXx9 3. 对准误差的影响:元件倾斜 Ak~4|w- 2:$ k 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°。 &14W vAU 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 I"xWw/Ec 4. 对准误差的影响:元件平移 Y(GN4@`S 元件移动影响的研究,如球面透镜。 g$j6n{Yl 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 oj}"H>tTp wUi(3g|A R#4^s 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (OQ?<'Qa OYf{?-QD 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 uC~g#[I QM v9}[$HWx 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 C4$/?,K( X9~m8c){z 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 S=gW(c2' 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 !W1eUY U q X1E 扩展阅读 )u@t.)ChAV 1. 扩展阅读 Y~oT)wTU 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 lv:U%+A 开始视频- 光路图介绍 Nm8w/Q5D` - 参数运行介绍- 参数优化介绍 NcL
=zo< 其他测量系统示例: >,h1N$A+ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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