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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) |+K3\b nQbF~ 应用示例简述 *S ,5 ,kS3Ioj 1. 系统说明 6a$=m3ic s~(!m. R 光源 U-!+Cxjs — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) .hO) R. 元件 pD;'uEFBQ — 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 $<'i+kK 探测器 /=4 m4
— 干涉条纹 &ig6\&1 建模/设计 $3.hZx> — 光线追迹:初始系统概览 =*<Cw?Gc — 几何场追迹加(GFT+): H809gm3(Z 计算干涉条纹。 0*7N= 分析对齐误差的影响。 {6}H}_(] EMK>7 aks 2. 系统说明 )lB 3U 参考光路 u~[=5r  nM]Sb|1: kC:GEY<N:Q 3. 建模/设计结果 ++{,1wY\ zb<YYJ] 6jS:_[p 4. 总结 A6-K~z^ .%Pt[VQ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 21k^MZ J4Yu|E<& 1. 仿真 Y'n+,g 以光线追迹对干涉仪的仿真。 W:5,zFW 2. 计算 Yu1[`QbB 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 x$p_mWC 3. 研究 YS$42J_T 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 _p<]jt MLVrL r t 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 _4+'@u
# 应用示例详细内容 ,e]|[,r#5 系统参数 VR:4|_o X1LwIa> 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 cviPCjM e$
pXnMx7 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。 v2ab CSu}_$wC# 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 PRTn~!Z0 p1}m_ 2. 说明:光源 3y9R1/! TDqH"q0 hW~XE{< 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 wgETL|3- 因此,相干长度大于1m J]m[0g7O_ 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Uxll<z, 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 +c&oF,=}!P a%FM)/oI|T
!t.*xT4W e"I+5r", 3. 说明:光源 cJ^:b4j )P|&o%E NA`qC.K 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 >)+-: 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 SO!|wag$ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。
7~f"8\ 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 =PQMd 4. 说明:光学元件 cM|!jnKm 8?
U!PW :_0"t- 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Q)lN7oD 位相延迟平板材料为N-BK7。 zyh #ygH 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 8*$HS.Db' 透镜材料为N-BK7。 %k+G-oT5 其中心厚度与位相平板厚度相等。 x@aWvrL }HLs.k4-; ;]c:0W' 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 GJeP~ 26K sP .- B)v|A 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 dX^d\
wX 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] VnU/_#n To!`
T$Xh g]mR;T3 e'y$X;nIv [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] \OlB(%E7 6. 分光器的设置 J]-z7<j'] jl)7Jd 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 nD5+&M0 7. 合束器的设置 .@`5>_ .{8?eze[m ?LAiSg=eq 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 Z!81\5 mzGMYi* 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 FpYeuH% J=`2{
'l 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Q&?^eOI( 应用示例详细内容 %s;=H)8 仿真&结果 t`!@E#VK Ij{ K\{y 1. 结果:利用光线追迹分析 =cwdl7N&I 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 #*~3gMI{= 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 7W]0bJK+E 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 l2h1CtAU 5\jzIB_? 2E$K='H:, 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。 PHh4ZFl]_I 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。
Sa 8T'%W 3. 对准误差的影响:元件倾斜 m2x=Qv][@c gK_#R] 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°。 p\G1O*Z 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ;/R \!E
4. 对准误差的影响:元件平移 o ?`LZd:{ 元件移动影响的研究,如球面透镜。 'mm~+hp 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。 <KEVA?0>
%c-T Gr, DPM4v7 S 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 PZYVLUw
` c*DBa]u2 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 *Me&>"N" wN2D{Jj 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 /DGEI&}&:u QZ2a1f'G 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 h{/lW#[ 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。 ZQI;b0C 4DV@- 扩展阅读 qbq.r&F& 1. 扩展阅读 N;|:Ks#! 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 mXK7y.9\ 开始视频- 光路图介绍 -Crm#Ib~ - 参数运行介绍- 参数优化介绍 8k9q@FSln 其他测量系统示例: &S9O:>=* - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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