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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) c^i"}2+ H1aV}KD 应用示例简述 v_?s1+w 2LhfXBWf 1. 系统说明 ak~=[7Nv "N?%mCPI 光源 +YGw4{\EL — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) m;;0 Cl 元件 o2[vM$] — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 o<C]+Nt,@ 探测器 f:x9Y{Y — 干涉条纹 FgFJ0fo 建模/设计 &cv@Kihq( — 光线追迹:初始系统概览 hQd@bN8 — 几何场追迹加(GFT+): QN{}R;s 计算干涉条纹。 ::3iXk) 分析对齐误差的影响。 FUW(>0x? iylBK!ou 2. 系统说明 0)6i~Mg lY 参考光路 !s#'pTZk4  dy2_@/T7 Y|GJph 3. 建模/设计结果 ain#_H [*Aqy76Qa 4Vb}i[</ 4. 总结 cuV8#:
i L5-T6CD 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p]1yd;Jt ?$)x$nS` 1. 仿真 +q`rz 以光线追迹对干涉仪的仿真。 %-1BA*J`| 2. 计算 A-Q{*{^# 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `uM0,Z 3. 研究 -H ac^4uF 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 &6,Yjs:T m n!l./>N 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。
(dLE<\E 应用示例详细内容 g "K#& 系统参数 ^.Ih,@N6 ,E/Y@sajn+ 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ?' ez.a} /A[oj2un 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 T/WmS? iSZctsqE 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 /IrR,bvA U'Ja\Ek/f 2. 说明:光源 (A] m= f'zU^/$rf Bp$+ F/ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 {l *&l2 因此,相干长度大于1m :EQme0OW 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 O%fp;Y{` 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 w
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(u?=x; Ddm76LS 3. 说明:光源 4U! .UNi <*r<+S iw~V_y4 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 |U#w?eE= 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 &JXHDpd$a^ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 $cJN9|$6 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 '4^V4i 4. 说明:光学元件 zI2KIXcc O)RzNfI^`N AHMV@o`V 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 /|u]Y/ * 位相延迟平板材料为N-BK7。 "k6IV&0
3x 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 [b
k&Nd[
透镜材料为N-BK7。 49J+&G?)j 其中心厚度与位相平板厚度相等。 8SCW.;0 $?/Xk%d+ FbCZV3Y 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 |`(?<m X%9xuc q5\LdI2 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 4QKE{0NE 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] >NOYa3 "!6 B5Oz 4 _U,-%/ MZP><Je& [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 1=q?#PQ 6. 分光器的设置 5KH'|z 0h@%q;g 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 18/@:u{ 7. 合束器的设置 Y"/UYxCm|& > ^v8N 0rm;)[SjF 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 syNb0LR 55\X\>
0C7 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 WGG)
mh&- V\M!]Nnxr 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 V+a%,sI 应用示例详细内容 )p^jsv. 仿真&结果 ge
{4;,0= Ae_ E;[mj 1. 结果:利用光线追迹分析 x"wM_hl5L 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 K7O?{/ 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 vK.4JOlRF 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 9c;lTl^4; ?jn6Op wIR[2&b 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 iBiA0 W 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 j_WF38o 3. 对准误差的影响:元件倾斜 qp_ `Fj: CG>2,pP, 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 !zkEh9G 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 IV)W|/. 4. 对准误差的影响:元件平移 cKYvRe 元件移动影响的研究,如球面透镜。 lPN< rgg 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 '=b&)HbeK OI}HvgV^! p vR& ~g 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Y&Lk4 U}wq~fD 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 Cm}UWX P_lcX;O 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 K9M.+d4 >hL'#;:f# 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 \\G6c4fC 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 'MQGR@* [pWDhY 扩展阅读 PRlo"kN 1. 扩展阅读 x0;}b-f 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 pVa|o&, 开始视频- 光路图介绍 FuiW\=^ - 参数运行介绍- 参数优化介绍 x-#9i 其他测量系统示例: R"t$N@ZFb - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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