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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) _Je k;N ~z)diF< 应用示例简述 $gi{)'z <V P@# 1. 系统说明 TGnyN'P| |*4)G6J@n 光源 JpVV0x/Q/_ — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) EjsAV F
[@ 元件 5 pNbO[ — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 "yR56`= 探测器 j%%l$i~ — 干涉条纹 )|>LSKTEl 建模/设计 28l",j)S — 光线追迹:初始系统概览 '}a[9v76 — 几何场追迹加(GFT+): Xg*IOhF6x 计算干涉条纹。 <v<TsEI 分析对齐误差的影响。 7
4rmxjiN 8Z;wF 2. 系统说明 g%z?O[CN 参考光路 *uYnu|UQH  .e2qa r!eCfV7 3. 建模/设计结果 8fpaY{] du2q6" 'T54k 4. 总结 $M\[^g(q \A`pF'50 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 uHdrHP Wx}+Vq<q 1. 仿真 Zmf\A 以光线追迹对干涉仪的仿真。 O@U[S.IK 2. 计算 7&G[mOx0 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5m")GWQaP@ 3. 研究 ]Xcqf9k 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 -Z&6PT7 L2>UA<@mZ 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。 q|J3]F !n 应用示例详细内容 5q[0;`J 系统参数 A3%s5`vNvH Ij>x3L\- 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 VNx|nP& }?B=R#5 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。 xw-x<7 LPbZ. 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _%Ay\4H^\ iqCKVo7:M 2. 说明:光源 E^S[8= }S6Sz&) VXvr`U\ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 P>%\pCJ]) 因此,相干长度大于1m ToIvyeFr 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 =LJc8@<:f 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 gH-e0134% GW$(E*4q
yTw0\yiO UJkg|eu 3. 说明:光源 >`DbT:/< Fz7(Kuc 7G}vQO 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 :u#Ls,OZz 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 pYV$sDlD 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 JsOPI] 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 +M%i3A 4. 说明:光学元件 .:,RoK1 :bMCmY G~T]m . 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 sqHvrI 位相延迟平板材料为N-BK7。 2X2,(D! 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 We3*WsX\ 透镜材料为N-BK7。 ?}sh@;]*h 其中心厚度与位相平板厚度相等。 W5*%n]s~ SV .\B DG1
>T 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Lys4l$J] k;:v~7VF "Iu[)O% 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 H n+1I 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] L'4ob4r{L L f[>U %>'2E!% 0B)l"$W[)/ [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] f&t]O$ 6. 分光器的设置 >x)YdgJ* DHGv<
F@ 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 +NPk9jn 7. 合束器的设置 ;nG"y:qq IXt2R~b .z+?b8Q\ 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。 94%gg0azp [.B)W); 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Q^/5hA *w4jE T> 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)。 <5/r 应用示例详细内容 tA$,4B? 仿真&结果 joDnjz= .Ozfj@ f 1. 结果:利用光线追迹分析 ?HVsIAU 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 C1P{4 U 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 hC<X\yxe 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 noe1*2*T E d9|dHJf XEV-D9n 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。 )gV+BHK 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。 B{a:cz>0< 3. 对准误差的影响:元件倾斜 G;V@oT @B
~![l 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°。 tC\x9&: 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 %Rr!I:[ $ 4. 对准误差的影响:元件平移 57IrD*{ 元件移动影响的研究,如球面透镜。 _3tHzDSG# 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。 8+
eZU<\B( * 103 b>E%&sf 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 PB4E_0}h }p}i_'% 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 xq=+M!V O+`^]D7 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 3/:O8H !$AVlMnJ 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 KoiU\r 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。
wxsJB2 +@]1!|@( 扩展阅读 l7aGo1TcIh 1. 扩展阅读 MTb}um.($ 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Ol9U^ 开始视频- 光路图介绍 51.F,uY - 参数运行介绍- 参数优化介绍 hiaj!&+Q 其他测量系统示例: I"Ji_4QV - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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