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)