測量系統(MSY.0001 v1.1)

 

應用示例簡述
 

1. 系統說明
 

? 光源

— 氦氖激光器(波長632.8nm；相干長度>1m)

? 元件

— 分束器和合束器，消色差準直透鏡系統，位相延遲器，待測球面透鏡

? 探測器

— 干涉條紋

? 建模/設計

— 光線追跡：初始系統概覽

— 幾何場追跡加(GFT+)：

? 計算干涉條紋。

? 分析對齊誤差的影響。 
 

2. 系統說明
 

參考光路

 

3. 建模/設計結果

 

 

4. 總結
 

馬赫澤德干涉儀的干涉圖樣的計算
 

1. 仿真

以光線追跡對干涉儀的仿真。

2. 計算

采用幾何場追跡+引擎以計算干涉圖樣。

3. 研究

不同對齊誤差在干涉圖上的影響，如傾斜和偏移

 

利用VirtualLab軟件可對馬赫澤德干涉儀生成的干涉圖案進行研究分析。 
 

應用示例詳細內容
 

系統參數
 

1. 仿真任務：馬赫澤德干涉儀
 

? 通過使用這種干涉儀設置，可測量兩完全相同光束線間的相對相移。

 

這使得可以對一個樣品元件引起的相移進行研究。 
 

2. 說明：光源
 

? 使用一個頻率穩定、單模氦氖激光器。

? 因此，相干長度大于1m

? 此外，由于發散角很小，所以不需要額外的準直系統。

? 在入射干涉儀之前，高斯波以瑞利長度傳播。

 

3. 說明：光源

 

? 采用一個放大因子為3的消色差擴束器。

? 擴束器的設計是基于伽利略望遠鏡。

? 因此，在光學表面序列(OIS)中結合了一個擴束和準直系統。

? 與開普勒望遠鏡相比，在擴束系統中不會成實像。

 

4. 說明：光學元件

? 在參考光路中設置一個位相延遲平板。

? 位相延遲平板材料為N-BK7。

? 所研究的元件為球面鏡，其曲率半徑為100mm。

? 透鏡材料為N-BK7。

? 其中心厚度與位相平板厚度相等。

 

 

5. 馬赫澤德干涉儀光路視圖
 

 

? 增加消色差系統和分束器距離是為了使3D視圖更加清晰(可在光路編輯器中實現)。

? 由于VirtualLab的相對位置系統，必須設置Z軸方向的距離。 

6. 分光器的設置

 

? 為實現光束分束，采用理想光束分束器。

? 出于該目的，在光路編輯器中建立兩次光束分束器。

? 隨后的組件(如相位延遲板和理想的反射鏡)連接到通道0和通道1，對應于兩個光束分束器
 

7. 合束器的設置

 

? 兩束光的直接通過虛擬屏幕探測器進行疊加(GFT +)。

? 為此，必須選擇兩個輸入通道的疊加，才能得到期望的干涉圖。

 

8. 馬赫澤德干涉儀的3D視圖
 

 

? 增加擴束器和分束器距離是為了使3D視圖更加清晰(可在光路編輯器中實現)。

 

應用示例詳細內容
 

仿真&結果
 

1. 結果：利用光線追跡分析
 

? 首先，利用光線追跡分析光在光學系統中的傳播。

? 對于該分析，采用內嵌的光線追跡系統分析器。

 

2. 結果：使用GFT+的干涉條紋

? 現在，利用幾何場追跡加引擎計算干涉圖樣。

? 由于采用高斯光束，圖形邊緣光強衰減迅速。

? 因為干涉長度大，干涉條紋顯示出較明顯的極大值和極小值。

 

3. 對準誤差的影響：元件傾斜
 

? 元件傾斜影響的研究，如球面透鏡。

? 因此，通過使用獨立方向和參數運行，原件角度由0°變化至5°。

? 結果可以以獨立的文件或動畫進行輸出。

 

4. 對準誤差的影響：元件平移
 

? 元件移動影響的研究，如球面透鏡。

? 現在，通過使用獨立位置和參數運行，組件X位置有0mm修正為0.5mm。

? 結果同樣可以以獨立的文件或動畫進行輸出。

 

 

5. 總結

馬赫澤德干涉儀的干涉圖樣的計算
 

4. 仿真

以光線追跡對干涉儀的仿真。
 

5. 計算

采用幾何場追跡+引擎以計算干涉圖樣。
 

6. 研究

不同計算誤差在干涉圖上的影響，如傾斜和偏移

 

利用VirtualLab軟件可對馬赫澤德干涉儀生成的干涉圖案進行研究分。 
 

擴展閱讀
 

1. 擴展閱讀

以下文件給出了在VirtualLab中如何設置測量系統的更多細節。

 

? 開始視頻

- 光路圖介紹

- 參數運行介紹

- 參數優化介紹

? 其他測量系統示例：

- 邁克爾遜干涉儀(MSY.0002)

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