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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) :8j7}' $qr6LIKGw 应用示例简述 Qclq^|O0 'e*w8h 1. 系统说明 w3"L5;oH _yUYEq<` 光源 ^a`3)WBv8 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ]j>`BK>FE 元件 |`Noj+T47I — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 122s7A 探测器 }#u #m. — 干涉条纹 ~".@;Q 建模/设计 +}M3O]?4 — 光线追迹:初始系统概览 UgK
c2~ — 几何场追迹加(GFT+): <ShA_+Nd 计算干涉条纹。 x{8h3.ZQ, 分析对齐误差的影响。 N6of$p'N :\qapFV 2. 系统说明 0}qlZFB 参考光路 ;1PJS_@rX  5-$D<}Z d@1^U9sf 3. 建模/设计结果 ^9Cu?!xu0 -aVC` >p@b$po 4. 总结 2_)UHTwsK ~Gz9pBv1 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 s2NBYDi$? %7}j|eS)G 1. 仿真 PZJ9f8V 以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y I;iG[T,& 2. 计算 TEY~E*=}$ 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 }zf!mlk 3. 研究 ~gW^9nWYU 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 kyvl>I0q@
UWqD)6 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。 K)!^NT 应用示例详细内容 Xpn\TD<_I 系统参数 pvUV5^B(M -,b+tC<V)0 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 S}
OO) M*ZN]9{^. 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。 Ikf[K%NKn |u^S}"@3sU 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 DE/SIy? &e:+;7 2. 说明:光源 [%^sl>,7 85H\v_[ >@Ht*h{~ 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 +Tu?PuT7k 因此,相干长度大于1m (^y"'B 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ]#^v754X^T 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 8$A0q%n _Iav2=0Wi
]q{_i 1J/'R37lP 3. 说明:光源 &xN+a{& I2}eFz&FE "QNQ00[T`> 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 {~ F|"v 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 F[Mwd &P@ 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ~[t#$2d} 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 <6Gs0\JB 4. 说明:光学元件 =dDPQZEin ,P`NtTN- yiC7)= 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 _8u TK%| 位相延迟平板材料为N-BK7。 Wy7w zt 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 rY45.,qWs 透镜材料为N-BK7。 15Mtlb 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ^ZQMRNP{r Z>g>OPu w=WF$)ZU 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 !Z:XSF[T "nu]3zcd ;un@E: 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)。 S
\]O8#OX 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] "4\ ,.QJS6Yv &=kv69v U _5` [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] `_OrBu[ 6. 分光器的设置 bp:`m>4< D/."0 #q 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 M@.S Q@E 7. 合束器的设置 K9k!P8Rd %}9tU>?F# [cd1Mf:[Y 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。 1$vG Q r9_ ON| 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ]E<Z5G1HD y ;[~(Yg[ 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 p!YK~cH[ 应用示例详细内容 .<`)`:n+B 仿真&结果 Z\CvaX Deh3Dtg/k 1. 结果:利用光线追迹分析 +zMPkbP6 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 |z=`Ur@) 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 J#Hh4Kc 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 W`Gbo
uxd H 1kI+YJ@ R<&Euph 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ?`U_|Yo 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 R|\eBnfI 3. 对准误差的影响:元件倾斜 "i;.>
]LC4rS 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 M
co:eE 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 F5Xb_&
4. 对准误差的影响:元件平移 >6o <Q 元件移动影响的研究,如球面透镜。 +QFKaS<sn 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 rV%68x9 )-3~^Y#r_ :.*Q@X}-I 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 7y|U!r"Y L K#A 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 '\#q7YjaL =IMmtOvJ 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2O=$[b3 DA
"V) 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 `Ow]@flLI 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。 ..8t1+S6] <\^o 扩展阅读 !
*sXLlS 1. 扩展阅读 4P3RRS 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 PuP"(
M 开始视频- 光路图介绍 $#hU_vr - 参数运行介绍- 参数优化介绍 b\}a
其他测量系统示例: ,H7_eVLWR - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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