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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) 9E8&~y ]W4{|%@H" 应用示例简述 9wGsHf8] J~ome7L 1. 系统说明 s :BW}PM @1gURx&2_ 光源 ?daxb — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) {:VK}w 元件 <?}pCX/O — 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 vr{|ubG]d 探测器
Skr0WQ — 干涉条纹 {X{S[(| 建模/设计 %#~wFW|]x — 光线追迹:初始系统概览 XqUQ{^;aI — 几何场追迹加(GFT+): 0'.z|Jg= 计算干涉条纹。 L-rV+?i`6f 分析对齐误差的影响。 .boBb< :4Nv6X61 2. 系统说明 Y<(7u`F 参考光路
-u<F>C  ai1;v@1 a#% *H
3. 建模/设计结果 5}Ge <nG}]Smd7 m.`I} 4. 总结 _e;bB?S w+)wrJTtm 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 -64;P9:A> \lQI;b;$ 1. 仿真 -3~S{) 以光线追迹对干涉仪的仿真。 #a~BigZ[G 2. 计算 [OUV!o 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 W2h4ej\s 3. 研究 ;S$ 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 7][fciZN tjB)-=j[ 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。 S{8-XiL, 应用示例详细内容 fp\mBei 系统参数 y=f.; 9xq3>( 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 AB,(%JT/2{ ":qHDL3 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。 9+@z:j
Rx"+i0 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 nvLdgu4P> !jU{ }RCR 2. 说明:光源 bpU>(j '%ZKvZ- zjcSn7iu 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 KWD{_h{ R 因此,相干长度大于1m islHtX
VE 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 >R6mI 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 SSla^,MHef 4gev^/^^
&[j9Up' w6h83m
3 3. 说明:光源 oq,nfUA 60nP'xfR :=+YZ|&j 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 .57Fh)Y 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ):Z#!O< 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 qrj f 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 @6+_0^ 4. 说明:光学元件 8d8jUPFQ XRQ1Uh6 G4'Ee5(o 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 NvTK7? v 位相延迟平板材料为N-BK7。
`+vQ5l$;L 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 nHDKe)V 透镜材料为N-BK7。 E
$\nb]JQ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^q/$a2<4 ntPj9#lf +e*C`uP! 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 p<0=. ~ 4|5;nxkGm8 NT5##XOB 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)。 f_LXp$n 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] 0m.`$nlV- 4
$Kzh UY({[?Se F@Wi[K [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] =L1%gQJJ& 6. 分光器的设置 5%QYe]D pp1Kor 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 BQ[R)o 7. 合束器的设置 SEg{Gso9b j1->w8 -}sMOy` 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。 xZ%3e
sp X@Zt4)2# 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ''q;yKpaz iR{@~JN=) 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)。 #?D[WTV 应用示例详细内容 ;=^J_2ls 仿真&结果 Z rNH:Z:5 KVEc:<|x 1. 结果:利用光线追迹分析 $6 Hf[(/ e 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 mAW(j@5sp 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 MNTVG&h 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 NRP)'E BdU .;_K l*w' O 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。 sm G?y~ 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。 CKFr9bT{ 3. 对准误差的影响:元件倾斜 f>cUdEPBb {c]dz7'? 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°。 ;ZcwgsxTM 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 N.]~%)K:{ 4. 对准误差的影响:元件平移 QqW N7y_9 元件移动影响的研究,如球面透镜。 5&L*'kV@ 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。 }uaFmXy3 Gf.xr%mUZr jVGAgR=[G 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 H=WB6~8) iK1{SgXrFI 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 vlDA/( & ?*kB>U9e 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 K%t&aRjS Rc D5X{qS# 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Q;=4']hYU 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。 A~k:
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Pl/I 扩展阅读 ds+2z=!!e 1. 扩展阅读 vfhoN]v 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Kc1w[EQ 开始视频- 光路图介绍 mAIl)mq|g - 参数运行介绍- 参数优化介绍 F/j ; q 其他测量系统示例:
(=gqqOOl~ - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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