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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) b+IOh| jQ_dw\
{0 应用示例简述 EK?@Z.q+ N )zPxQ 1. 系统说明 ]eYd8s+ K[uY+!'1 光源 4YDT%_h0 — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) +_
*eu 元件 mPs%ZC — 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 LBmM{Gu 探测器 ;GE26Ymqly — 干涉条纹 C5es2!^-]O 建模/设计 C}mYt/ — 光线追迹:初始系统概览 X-kXg)!Bg — 几何场追迹加(GFT+): |5=~(-I>@ 计算干涉条纹。 GS
;HtUQ 分析对齐误差的影响。 7~wFU*P1 =Kc|C~g 2. 系统说明 ,<@,gZru 参考光路 L#`2.nU  /"""z=q =oE_.ux\ 3. 建模/设计结果 ^W
Y8-6 0 kf(g156 *.,"N} 4. 总结 `d7gm;ykp l`@0zw+ 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 k"">2#V 1.'(nKoq 1. 仿真 rO/a,vV 以光线追迹对干涉仪的仿真。 f).*NX 2. 计算 >=if8t! 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )@}A
r 3. 研究 TC qkm^xv 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 7:n?PN(p6a ,YjxCp3 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。 UTZ776`S&X 应用示例详细内容 Q |
系统参数 a9[mZVMgUK gUl1CH& 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Iq{o-nq >s&XX,
w 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。 N0+hejz oJ ^C]E 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 q 75ky1^1: pe|X@o 2. 说明:光源 ^_@r.y] NX?}{'f 3 m6$YWO 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 R]Hz8 _X 因此,相干长度大于1m 'X9AG6K1 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 H#OYw#L"u 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 *oCxof9JA P{?;T5ap6
(~h7rAEc dUIqD l 3. 说明:光源 5J
ySFG3 wHf&R3fg *-0>3 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ;_}~%-_
~ 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 7%e1cI 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 <PX.l% 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 +jUgx;u, 4. 说明:光学元件 z)
:ka"e tZbFvk2 42&v% ;R 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 RT,:hH 位相延迟平板材料为N-BK7。 x|8^i6xB 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 u^t$cLIZ 透镜材料为N-BK7。 P$g^vS+ 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ]Ko^G_Rm
\wYc1M@7V 0LdJZP 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ~(P&g7u LT/mb2 vB.l0!c\e_ 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 =J](.78 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] &:<, c12 &=X.*H% \/ErPi=g 5Tedo~v [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 28a$NP\KW 6. 分光器的设置 ow/U M ,`w A 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 :|rPT)yT] 7. 合束器的设置 lbTV$A Xwt`(h[u 1fH<VgF` 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 V,Q4n%h1. d`mD!)j 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 `rlk|&T1 -\4zwIH 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ##cnFQCB 应用示例详细内容 4jX3lq| 仿真&结果 /,2rjJ#b /`3#4=5- 1. 结果:利用光线追迹分析 xR?V,uV'$& 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 <F(><Xw,-4 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 QTH7grB2v 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Be2lMC rOcg+5 1y(UgEg 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。 t0Mx!p'T 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。 eVJ^\z:4 3. 对准误差的影响:元件倾斜 cG{L
jt ^nNitF
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°。 2: SO_O4C 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Ji?#.r`"n 4. 对准误差的影响:元件平移 rzUlO5?R= 元件移动影响的研究,如球面透镜。 Jxa4hM0 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。 eTbg7"waA i{Ds&{ nS9wb1Zl 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 D d,2;#_ *2e!M^K< 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 E=$p^s 3I $>uR 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 V 1/p_)A ?6"{!s{v 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 H43MoC 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 Mxl]"?z =5x&8i 扩展阅读 a`!@+6yC 1. 扩展阅读 ;+/o?:AH 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 2oCkG~j 开始视频- 光路图介绍 k~.&j"K - 参数运行介绍- 参数优化介绍 ,r8Tbk]m 其他测量系统示例: JSr$-C
fH - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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