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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) M`bL5J; n3*UgNg%fK 应用示例简述 L!&$c&=xf
rWqkdi1 1. 系统说明 Dw*Arc+3V E;xMPK$ 光源 u2\+?`Ox — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) KCl &H 元件 PK_Fx';ke^ — 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 Ogd8!'\ 探测器 l`G(O$ct — 干涉条纹 9E^~#j@Zr 建模/设计 m:b^,2"g — 光线追迹:初始系统概览 (lieiye^ — 几何场追迹加(GFT+): fWd~-U0M^ 计算干涉条纹。 ;FcExg|k 分析对齐误差的影响。 YN4"O> @uoT{E[ 2. 系统说明 aN:HG)$@ 参考光路 ot]>}[

!8we8)7 xcw%RUC- 3. 建模/设计结果 y{YXf!AS m;1'u;
I Jqv w 4. 总结 - J{Dxz fVG$8tB 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 -g9^0V`G ss/h[4h4h 1. 仿真 l_bL,-|E8 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Go-wAJ> 2. 计算
vlAO z 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lt{lHat1 3. 研究 >'eB2 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 /SbSID_a S^|$23} 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 nt drXg 应用示例详细内容 Xg,0 /P~ 系统参数 k& WS$R?u #-}kG" 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 \C!%IR u82h6s<'W 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。 iJ,M-GHK -,FK{[h]ka 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 >_&~!Y.Z= N 9c8c 2. 说明:光源
T"n>h RP,A!pa@ @>M8Pe 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 zhuyePn 因此,相干长度大于1m s.VUdR" 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 z\e>DdS 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 +fC#2%VnU .Ln;m8
yT[Lzv# K~`n}_: 3. 说明:光源 JX2mTQ \R6;Fef _Wm(/ +G_| 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 p.@0=) 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 "Q3PC!7X:5 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 x1 .3W j 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 t9?R/:B% 4. 说明:光学元件 =$^Wkau Tg3:VD 8]sTX9 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 R#"U/8b>z 位相延迟平板材料为N-BK7。 %y~`"l$- 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。
]#Y| 透镜材料为N-BK7。 .tZjdNE(h 其中心厚度与位相平板厚度相等。 DkDw>Nx<rs T[i7C3QS `
(7N^@ 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 (iHf9*i CV l4iuu HF*j`} 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;cv-W 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] C_;HaQiu &Pmc"9Rl di-O*ug b}ySZlmy [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] hg%@ W 6. 分光器的设置 6Y;Y}E c'4>D,?1 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 * \=2KIF' 7. 合束器的设置 wm); aWP S% JNxT7' 03X<x| 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。 M[:O( YH/S2 D 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 AzHIp^ {toyQ)C7 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)。 hKk\Y{wv' 应用示例详细内容 -D!#W%y8 仿真&结果 vDu0 /Nj:!!
AN 1. 结果:利用光线追迹分析 Y0/jH2 n 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 '#cT4_D^lI 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 m&Y;/kr 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 `A4QU,0
8h +zFV~]b /E`l:&89) 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。 O ,Pl7x%tK 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。 w?V[[$ 3. 对准误差的影响:元件倾斜 s`8M%ZLu >>oASo 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°。 v$gMLu= 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 $\YLmG 4. 对准误差的影响:元件平移 ;4-pupK~% 元件移动影响的研究,如球面透镜。 xG *lV|<7> 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 W (=Wg|cr 2a._?(k_y -V;0_Nx7p 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 88 tFB 37:b D 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 U /1[~429 eZN3H"H 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 A@@)lD. z:ru68 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 j61BP8E 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 f>\bUmk( / K_e;(Y_ 扩展阅读 v @$evmA 1. 扩展阅读 h}anTFKP 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 y (c|5CQ 开始视频- 光路图介绍 V7B=+(xK - 参数运行介绍- 参数优化介绍 Y^c,mK^ 其他测量系统示例: G*vpf~q? - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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