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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) /ZUKt ?k
CK$P 应用示例简述 6*J`2U9Q ^OnU;8IC 1. 系统说明 ;!v2kVuS] vd6Y'Zk|F6 光源 PbvRh~n — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 7Ps I'1v 元件 n,q+EZd — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 d[9c6C:<q 探测器 jeXv)} — 干涉条纹 sKVN*8ia 建模/设计 D6=Z%h\* — 光线追迹:初始系统概览 !o1{. V9q — 几何场追迹加(GFT+): hy3j8?66 计算干涉条纹。 B&ItA76 分析对齐误差的影响。 (A|Gb2 X MF)Xc\}0p 2. 系统说明 a|Io)Qhr 参考光路 WvQK$}Ax4N  (LbAP9Zj#f osPJ%I`^ 3. 建模/设计结果 Cp` [0v~0 T[]2]K[&B ;jS2bc:8a 4. 总结 #Mkwd5S|L veIR)i@dx 马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 pLjet~2}iJ ^m8T$^z> 1. 仿真 $<cio
X 以光线追迹对干涉仪的仿真。 U]jHe 2. 计算 62GP1qH9 采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v6(Yz[ 3. 研究 dfl| 6R 不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 onL&lE qDHiyg^u 利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 t\Pn67t 应用示例详细内容 ;43Ye
^= 系统参数 ,WSK
' g S xK9P 1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 H'7AIY} k`FCyO 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 E^B*:w3 +EK(r@eV 这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 IA_>x9 (~ Ja<pvb 2. 说明:光源 A`_(L|~ ^PA[fL" \9k$pC+l 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 DID&fj9m 因此,相干长度大于1m 9ZFvN*Zf' 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 &S[tI$ 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 hd{Vz{;W 7yp7`|,p
B^g+_; _%^t[4)q 3. 说明:光源 $Lg%CY rw_T&>! /!J1}S 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 *I,3,zO 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 %SORs(4 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 s33< }O0 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。 n.zVCKNH 4. 说明:光学元件 KY'"Mg^! gNkx]bm t95hI DtD 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Cw;&{jY 位相延迟平板材料为N-BK7。 St/<\Y,wr 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 qZRx,^gd 透镜材料为N-BK7。 :(tSL{FO 其中心厚度与位相平板厚度相等。 9`{[J['V +<&\*VR 2y;
|6` 5. 马赫泽德干涉仪光路视图 63:0Vt>hZ^ T3
xr Ua& /E>z8J$ 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)。 pL` snVz 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] CORX .PQ J]uYXsC }gi>Z cGSoAK [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] %-"? 6. 分光器的设置 E.W7`zl bqY}t. Y&" 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 w`XwW#!}@$ 7. 合束器的设置 tm\ <w H Ycb<'M*jE #sit8k`GR8 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。 zSta!] QrDrdA 8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Mi'Q5m K]dqK' 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)。 wP3PI.g-g 应用示例详细内容 Zrfp4SlZZ 仿真&结果 9/C0DDb aM'0O![d 1. 结果:利用光线追迹分析 o:C:obiQbu 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 01I5,Dm 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 }i_[wq{E& 2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ~D@pk>I F= :4$Ex2 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 U@[P.y~J 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。 g-xbb&] 3. 对准误差的影响:元件倾斜 &B3Eq1A [;dWFG"f 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 X?$Eb 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Lc^nNUzPo 4. 对准误差的影响:元件平移 QQ@, v@j5 元件移动影响的研究,如球面透镜。 >K#Z]k 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。 jsTb0 #V-qS/ q" FM9b0qE 5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g=; rM8W mm%w0dOb" 4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 qcke8Q <Xw 6m$fr: 5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 en7i})v\". :YjOv 6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 hXS'*vO" 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。 S|;a=K&hS xTD6?X'4 扩展阅读 7=om / 1. 扩展阅读 6f6_ztTL 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ;~z>GJox 开始视频- 光路图介绍 -a3+C,I8g - 参数运行介绍- 参数优化介绍 `]]gD EPG{ 其他测量系统示例: P,h@F+OZN - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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