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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) g!i45-n3gt tV9LD>3 应用示例简述 vfNAs>X g" KK,Z"){
1. 系统说明 1.D-FPK Q`#4W3-, 光源 \j2;4O?` — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) J>^\oAgpE 元件 9=,uq; — 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 g}f9dB,F 探测器 xBFJ} v — 干涉条纹 63!rUB!
建模/设计 Fxc)}i` — 光线追迹:初始系统概览 ,+;:3gRk9 — 几何场追迹加(GFT+): f/kI|Z 计算干涉条纹。 lc6iKFyG 分析对齐误差的影响。 !WkIi^T WU4U Zpz 2. 系统说明 n}mR~YqD 参考光路
<}jPXEB"  |+U<S~ z5*=MlZ)R. 3. 建模/设计结果 a{[+<8=@1 $DBGLmw &ff&Y.q~ 4. 总结 |xoF49 qi^!GA'5j 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 O g%U 3K@@D B6 1. 仿真 !'=15&5@ 以光线追迹对干涉仪的仿真。 |KY EK| 2. 计算 Zs2-u^3& 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 K={qU[_O 3. 研究 )U:2z-X&e 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 m6
s7F/ rg_Q"g 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 i77GE 应用示例详细内容 S<nq8Ebmw 系统参数 o$.e^XL
!5}l&7:(MN 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 hIJ)MZU| 7:NmCpgL! 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。 'z=:[#b %OcGdbs 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Hqz?E@bc@ rSP_:} 2. 说明:光源 [O
", %m{U&
-(l@ s,*c@1f? 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 N"[B=fU} 因此,相干长度大于1m iF+RnWX\ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ?v}Bd!'+P 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 n
uQM^2 )<4_:
T_<BVM Cup@TET35 3. 说明:光源 SKY*.IW/Z -m 5}#P89 Zs zs1{t 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Lp:6 ; 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 M] V.!z9B 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 h7_)%U<J2 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 ]"fsW 9s 4. 说明:光学元件 +:jT=V"X )wzV
$(~ g+zJ? 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 $<)Yyi>6E 位相延迟平板材料为N-BK7。 }b["Jk\2 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 b 1^n KB 透镜材料为N-BK7。 xcCl
(M]+ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 T9y;OG m)?5}ZwAH N1--~e 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 iy5R5L2 QBE@(2G}C &;q<M_< 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 S9Y[4*// 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] ,i`h
x,
Rg eTE2J~\ y)J(K*x/$ h!]"R<QQdu [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] [!*xO?yCJ 6. 分光器的设置 (hZ:X)E> JSMPyj 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 yDd[e]zS` 7. 合束器的设置 V/#v\*JHFc uVU`tDzd: -
HOnB= 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。 R e:T9K'e 89eq[ |G_ 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ^3I'y
UsY 6!7Pm>ml 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)。 {/M\Q@j 应用示例详细内容 '
lo.h"" 仿真&结果 <4?*$ r:l96^xs 1. 结果:利用光线追迹分析 pz}mF D&[ 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 w{7ji} 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 ]
VG?+ 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 4Z%Y"PL(K 0o/B{|rv j]> uZalr 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。 ,Q2N[Jwd$ 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。 nmE5]Pcg 3. 对准误差的影响:元件倾斜 :k"rhI [ #]jC[ 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°。 LDX*<( 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 O2#S: ~h 4. 对准误差的影响:元件平移 ,nE&MeJ 元件移动影响的研究,如球面透镜。 gL]'B!dGd 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。 O3_B<Em &:vscOl Wvr+y!F 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 VO9f~>`( R7aXR\ R 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 U)~#g'6:8 @l,{x|00 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 dq8+m(7k @InJ_9E 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 bXl8v 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。 PNmF}" 6&],WGz 扩展阅读 xii$e 1. 扩展阅读 {E~l>Z88 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 GVObz?Z]SB 开始视频- 光路图介绍 8t``NZ[ - 参数运行介绍- 参数优化介绍 _7 `E[&v 其他测量系统示例: @&:VKpu\ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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